Kontrollü İlaç Salım Sistemlerinde Hidrojeller


Gülşah Sevimli - Sabancı Üniversitesi, Moleküler Biyoloji, Genetik ve Biyomühendislik


Tedavi edici ilacın yüksek konsantrasyonda vücuda alımı hedeflenen kısım veya çevresinde yan etkilere sebep olabilir. Üzerinde çokça çalışma yapılan uygulama alanlarından biri olan kontrollü ilaç salım sistemlerinde, bir etken maddenin bir sistem içerisinde hedef bölgeye belirli miktarda ve belirli zaman aralıklarında salımı amaçlanmıştır. [1] Bu da kullanılan ilaç miktarının azaltılmasına, az miktardaki ilacın etkisinin arttırılmasına, sabit kalan ilaç miktarıyla tedavi süresinin kısaltılmasına ve ilaç salımının belirli hücre tipi ya da dokuya hedeflenmesine olanak sağlamaktadır. Kontrollü ilaç salım sistemleri; göz hastalıkları, şeker hastalığı, kanser ve kalp hastalığı gibi birçok hastalığın tedavisinde yaygın olarak kullanılmıştır.


Biyomedikal alanda yapılan bilimsel çalışmalarda sıkça kullanılan biyomalzemelerden biri olan hidrojeller, kontrollü ilaç salım sistemlerinde, ilacın salım hızının kısıtlayıcısı olarak kullanılmaktadır. Üç boyutlu, hidrofilik polimer ağ yapısına sahip olan hidrojellerin, bilimsel araştırmalarda kullanılmasının en önemli sebeplerinden biri sahip oldukları bu çapraz bağlı ve gözenekli yapılarından dolayı dışarıdan gelen herhangi bir uyarana karşı (sıcaklık, pH, iyon, ışık, elektrik vb.) su ve biyolojik sıvı içerisinde şişerek ya da büzülerek cevap verebilme yeteneğidir. [1,2] Geri dönüşümlü olarak gerçekleştirilen bu şişme ve büzülme özelliğini gösterirken de sahip oldukları yapıyı koruyabilirler. Dış çevrede meydana gelen değişimler sonucu, bunlara tepki verebilen hidrojellerin şişme-büzülme özelliği sayesinde kontrollü ilaç salımı gerçekleştirilebilmektedir. Kuru halde sentezi gerçekleştirilmiş olan hidrojelin sulu ortama yerleştirilmesiyle polimer zincirleri çözücü (su, metanol vb.) molekülleri ile etkileşime girer. Bunun sonucunda hidrojelin çapraz bağlı yapısında genişleme meydana gelerek şişme olayı gerekleşir. Bu özelliğe sahip olan hidrojeller ‘akıllı hidrojeller’ ya da ‘fizyolojik duyarlı hidrojeller’ olarak adlandırılırken, bu değişiklerden etkilenmeyen hidrojellerin (klasik hidrojeller) varlığı da bilinmelidir. Diğer sentetik biyomalzemelere kıyasla, hidrojellerin sahip olduğu yumuşak yapı ve yüksek su içeriği canlı dokulara benzerliğini arttırmaktadır. Yüksek su tutabilme kapasiteleri, biyolojik sıvı içerisinde toksisiteye sebep olmamaları, biyouyumluluklarının yüksek olması gibi birçok özelliğinden dolayı başta tıp, doku mühendisliği, ilaç hedeflendirme çalışmaları olmak üzere kimya ve tarım gibi birçok alanda kullanılabilirliğini arttırmaktadır.


Hidrojeller hazırlanma yöntemleri, sahip oldukları iyonik yük ve fiziksel yapılarına göre sınıflandırılabilmektedir.[2] Homopolimer, kopolimer, çoklu polimer ve IPN (interpenerating network=birbiri içine girmiş ağ yapılar) olmak üzere hazırlama yöntemine göre 4 sınıfa ayrılırlar. Homopolimer hidrojellerin hazırlanmasında tek çeşit monomer kullanılırken, kopolimer hidrojeller iki monomerin biraraya gelerek çapraz bağlı yapılar oluşturulmasıyla meydana gelmektedir. Çoklu hidrojel oluşumunda, iki ya da daha fazla farklı monomer biraraya gelerek bu çapraz bağlı yapıyı oluşturmaktadır. IPN hidrojellerin oluşumunda ise, çapraz bağlı yapıya sahip iki polimer fiziksel olarak birleştirilerek oluşturulmaktadır. Hidrojeller yapılarında bulunan iyonik yüklere göre yüksüz (nötral), negatif (anyonik), pozitif (katyonik) ve aynı yüklü (amfolitik) olmak üzere 4 gruba ayrılırlar. Son olarak, fiziksel yapılarına göre amorf hidrojeller, yarı kristal hidrojeller ve hidrojen bazlı hidrojeller olmak üzere 3 gruba ayrılırlar.


Hidrojellerin sahip olduğu çapraz yapı radyasyonla veya kimyasal reaksiyonlar sonucu oluşturulmaktadır. [2] Radyasyon reaksiyonları, elektron demeti, X ışınları ya da UV ışını kullanılarak gerçekleştirilebilir. UV ışık varlığında başlatıcıyı serbest radikale dönüştürerek polimerleşmeyi başlatan bu yöntem, fizyolojik değerlere yakın sıcaklıkta ve düşük ışık yoğunluğunda maksimum polimerleşme sağlayabildiği için hidrojel sentezinde sıkça tercih edilebilmektedir. [3,4]Yüksek enerjili radyasyon ışınlarına maruz kalarak oluşan serbest radikaller, radikalik polimer zincirlerini oluşturarak ortamdaki monomer konsantrasyonunu azaltır ve çapraz bağ yapısına sahip hidrojelleri oluşturabilmektedirler. Kimyasal çapraz bağlanma ise en az bir çapraz bağlayıcı varlığında meydana gelir. Bu çapraz bağlayıcı molekül, polimer zincirinin fonksiyonel gruplar üzerinden bağlanmasını sağlar. Etilen glikol dimetakrilat (EGDMA) ve N,NI-etilen bisakrilamid (EBAM) hidrojel sentezinde sıkça kullanılan çapraz bğlayıcılara örnek olarak verilebilir. [5]


Hidrojel sentezinde kullanılan monomerin yapısı hidrojelin tepki vereceği çevresel uyaranın belirlenmesinde etkilidir. [5] Örneğin; N-izopropilakrilamid (NIPAM) monomeri ile sentezlenen hidrojeller sıcaklık değişimine bağlı olarak yapısında katılaşma davranışlarını değştirebilirken, (meta)akrilik asit (AA or MAA) monomerleri pH duyarlı hidrojel sentezi için kullanılmaktadır. Bir ya da daha çok sayıda monomerin biraraya gelerek oluşturduğu polimerizasyon reaksiyonu sonucu oluşan hidrojeller, ana zincirlerindeki kimyasal veya fiziksel çapraz-bağların varlığı nedeniyle çözünmezler.


Sonuç olarak, hidrojeller kontrollü ilaç salım sistemlerinde büyük öneme sahiptir. Toksik yapıda olmaması, vücut içerisinde biyouyumluluğunun yüksek olması ve değişen çevre koşullarına bağlı olarak katılaşma davranışlarında meydan gelen değişimler sonucu kontrol edilebilir bir sistem olarak kullanılabilmektedir. Kontrollü ilaç salım sistemi ve hidrojellerin beraber kullanımı hem vücuda alınan fazla miktarda ilacın azaltılmasına hem de kullanılan az miktardaki ilacın etkisinin arttırılmasında önemli rol oynamaktadır. Son yıllarda yapılan çalışmalar da hidrojellerin kullanım alanlarının genişlemesine yol açarak vücut içerisinde kontrol edilebilir bir sistem geliştirilmesine olanak sağlamıştır. Hidrojellerin gerek kontrollü ilaç salım çalışmalarında gerekse diğer alanlar ile ortaya çıkardığı uyum fizyolojik birçok problemin çözülmesine olanak sağlamaya devam edecektir.




Referanslar

1. ARISOY, S., & DORTUNÇ, B. (2020). Sıcaklık Duyarlı Hidrojellerin Kontrollü İlaç Salımında Kullanımı. Literatür Eczacılık Bilimleri Dergisi, 9(1), 90-100.

2. Gümüşderelioğlu, M., İmren, D., & Basan, H. (2001). pH’ya duyarlı hidrojeller ve kontrollü ilaç salım sistemlerindeki uygulamaları. FABAD Farm Bil Der, 26, 81-92.

3. Karaca, N. (2007). Fotobaşlatılmış polimerizasyon yöntemiyle hidrojellerin hazırlanması ve mekanik özelliklerinin saptanması.

4. Ayhan, H., & Ayhan, F. (2014). Kontrollu ilaç salımı için fotoçapraz bağlı poli (etilen glikol) hidrojeller. Turkish Journal of Biochemistry/Turk Biyokimya Dergisi, 39(4).

5. Işıkçı Koca, E., & Çakır Hatır, P. (2016). Kontrollü kuersetin salımı için sıcaklığa duyarlı hidrojel sentezi.

250 görüntüleme0 yorum

Son Paylaşımlar

Hepsini Gör

Türkiye'nin Tek Popüler Genetik Bilim Dergisi

Bezelye Dergi ISSN: 2587-0173

  • Beyaz Facebook Simge
  • Beyaz Instagram Simge
  • White Twitter Icon
  • Icon-gmail
  • kisspng-white-logo-brand-pattern-three-d
  • images
  • medium
  • Dergilik
  • YouTube

© 2019 by Bezelye Dergi