Kontrollü ilaç salımı gösteren montmorillonit içerikli agar/k-Karagenan hidrojel yara örtüsü hazırlanması ve karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, ideal bir yara örtüsünden beklenen hemen hemen tüm gereksinimleri karşılayan ağrı kesici ve antibakteriyel özelliğe sahip agar/κ-karagenan ve agar/κ-karagenan/montmorillonit hidrojel yara örtüsü materyalleri hazırlanmıştır. Hidrojel formundaki yara örtüsü materyallerinin bazı özelliklerini iyileştirmek için fenilalanin amino asiti ile modifiye edilen montmorillonit kili (MMT) kullanılmıştır. Hidrojellerin şişme kapasitesi üzerine hidrojellerin hazırlanması esnasında başlatıcı olarak kullanılan amonyum persülfat (APS) konsantrasyonunun ve çapraz bağlayıcı olarak kullanılan tri(etilen glikol) divinil eter (TEGDE) konsantrasyonunun, reaksiyon sıcaklığının ve polisakkarit kütle oranının (magar:mκ-karagenan) etkileri araştırılmış ve optimum reaksiyon koşulları belirlenmiştir. Deneysel sonuçlar, optimum koşullar altında hazırlanan hidrojelin ([APS]= 5x10-4 M, ([TEGDE]= 5x10-4 M, reaksiyon sıcaklığı T= 70 ºC ve magar:mκ-karagenan= 1:4) denge şişme kapasitesinin % 2523 olduğunu göstermiştir. Hidrojel matriksi içerisindeki MMT konsantrasyonu artışıyla hidrojellerin şişme derecesi azalmıştır. Hidrojel matriksi içerisindeki MMT miktarının %0'dan %5'e çıkması, hidrojellerin şişme miktarının 300 dakika sonunda %2458'den %1250'ye düşmesine sebep olmuştur. Ayrıca, farklı formülasyonlar kullanılarak hazırlanan tüm hidrojeller Fick tipi olmayan şişme davranışı göstermiştir. Hidrojeller Fourier transform infrared (FTIR), X-ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dispersif spektroskopisi (EDS), geçirimli elektron mikroskobu (TEM) ve diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) teknikleriyle karakterize edilmiştir. Hidrojel matriksi içerisindeki kil içeriğinin %0'dan %5'e arttırılmasıyla hidrojelin bozunma sıcaklığı, 256,6 ºC'den 262,1 ºC'ye çıkarılmıştır. Hidrojeldeki kil konsantrasyonunun artmasıyla hidrojellerin transparanlığı bir miktar azalmıştır. Agar/κ-karagenan ve agar/κ-karagenan/%5 MMT hidrojellerinin opasite değerleri sırasıyla 0,051 ve 0,132 olarak saptanmıştır. Geliştirilen hidrojel yara örtüsü materyallerinin şişme performansları, çeşitli simüle fizyolojik sıvılar (tuzlu su, sentetik idrar, sentetik yara sıvısı ve glikoz çözeltisi) içerisinde sistematik olarak incelenmiştir. Hidrojelin, 240 dakika sonunda, glikoz çözeltisindeki şişme derecesinin (%2682) tuzlu sudaki (%937), sentetik idrardaki (%746) ve sentetik yara sıvısındaki (%563) şişme derecesine göre daha yüksek olduğu gözlenmiştir. Hidrojel sistemlerden anti-inflamatuar lidokain hidroklorür (LDC) ve antibakteriyel kloramfenikol (CLP) ilaçlarının salımı UV-Visible spektrofotometre ve HPLC analizleri ile incelenmiştir. İlaç salım çalışmaları, sentezlenen hidrojellerden salınan lidokain hidroklorür ve kloramfenikol miktarının, hidrojel matriksi içerisindeki montmorillonit konsantrasyonuyla kontrol edilebileceğini göstermiştir. Hidrojel matriksi içerisine kil ve ilaç ilavesiyle hidrojellerin nihai basma gerilimi arttırılmıştır. Agar/κ-karagenan ve agar/κ-karagenan/%5 MMT hidrojellerinin (LDC ve CLP ile birlikte) nihai basma gerilimi sırasıyla 38,30 kPa ve 47,70 kPa olarak ölçülmüştür. Antibakteriyel testler, kloramfenikol içeren hidrojellerin E. coli ve S. aureus'a karşı yüksek antibakteriyel etkinliğe sahip olduğunu göstermiştir. Sitotoksisite deneylerinin sonuçlarına göre, hidrojeller MG-63 hücreleriyle biyolojik olarak uyumludur. Elde edilen deneysel sonuçlar, sentezlenen lidokain hidroklorür ve kloramfenikol içerikli agar/κ-karagenan ve agar/κ-karagenan/montmorillonit hidrojellerinin yara bakım uygulamaları için büyük potansiyele sahip olduğunu ortaya koymuştur.