Halloysit katkılı biyouyumlu PCL/PEO kompozit nanolif sentezi ve biyomedikal uygulamaları

Abstract

Yürütülen tez çalışmasının amacı, doksisiklin yüklenmiş halloysit katkılı ve katkısız PCL/PEO kompozit nanoliflerin elektro eğirme yöntemiyle geliştirilmesi, karakterize edilmesi ve ilaç salım profillerinin belirlenmesidir. Çalışma kapsamında, öncelikle %18 (w/v) konsantrasyondaki PCL çözeltisine sırasıyla % 0,5; 1,0 ve 1,5 (w/w) oranlarında PEO eklenmiştir. Morfolojik açıdan en iyi karışım olan %18 PCL/ %1,0 PEO karışımına, sırasıyla % 0,1; 0,3 ve 0,5 (w/w) olmak üzere 3 farklı oranda saf HNT eklenmiştir. Daha sonra morfolojik açıdan en iyi sonucu veren HNT oranına sahip kompozit karışımına (%18 PCL/ %1.0 PEO/% 0.3 HNT) saf HNT yerine iki ayrı yüzey modifikasyonu uygulanmış kil (HNT-APTES ve HNT-GPTMS) eklenerek iki nanolif membranı daha sentezlenmiştir. Seçilen her bir düzgün morfolojili nanolif karışımı bir de %5 DOXH eklemesi ile sentezlenmiş ve ilaç salım profilleri karşılaştırılmıştır. Düzgün lif oluşumunu sağlamak amacıyla hazırlanan karışımların her biri için, elektro eğirme parametreleri olan uygulanan voltaj, toplayıcı levha-iğne arası mesafe ve akış hızı optimize edilmiştir. Elde edilen ilaç yüklenmiş ve yüklememiş nanolif membranlarının fiziksel ve kimyasal özellikleri, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), FT-IR, ve Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) yöntemleriyle incelenmiştir. Yapılan deneysel çalışmaların sonucunda, yalnızca polimer içeren membranlara modifiyeli ve modifiyesiz HNT eklenmesi sonucunda lif çapları nanometre mertebesinden mikrometre mertebesine çıkmıştır. GPTMS ile modifiye edilmiş HNT katkısı ile ani salım oranı, modifiye edilmemiş HNT içeren membrana göre yükselmiş olsa da kontrollü bir salım profili göstermektedir. APTES ile modifiye edilmiş HNT katkısı ise ani salım oranının oldukça yüksek olması ile sonuçlanmıştır.

The aim of the thesis study is to develop and characterize the PCL / PEO / HNT composite nanofibers with/without doxycycline loaded by electrospinning method and to determine drug release profiles. In the study, PEO at rates of 0.5, 1.0 and 1.5% (w / w) were added to the PCL solution at a concentration of 18% (w / v), respectively. Three different percentages of pure HNT as 0.1%, 0.3 and 0.5 (w / w) respectively, were added to the mixture of 18% PCL / 1.0% PEO, which was the best mixture in terms of morphological considerations. Then, two different surface modified HNT (HNT-APTES and HNT-GPTMS) were added to the composite mixture (18% PCL / 1.0% PEO / 0.3% HNT) with the same ratio of pure HNT. Moreover, each selected mixture which is resulted with smooth morphology was synthesized by addition of 5% DOXH and the drug release profiles were compared. For each of the mixtures prepared to ensure uniform fiber formation, the applied voltage, the distance between the collector plate and the needle and the flow rate, which are the parameters of the electrospinning process, were optimized. The physical and chemical properties of the drug loaded and unloaded nanofiber mats were investigated by Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared (FT-IR), and Atomic Force Microscopy (AFM) methods. In consequence of the experimental studies, fiber diameters enhances from nanometers to micrometers as a result of modified and unmodified HNT addition into polymer solution. APTES-modified HNT additon was resulted in a high rate of burst release. On the other hand the GPTMS-modified HNT additive shows a controlled release profile, although the rate of burst release is elevated in comparison of unmodified HNT addition.