Preparation of crosslinked polypropylene fumarate particles loaded with magnetic nanoparticles and paclitaxel via photo initiated miniemulsion polymerization

Abstract

Kanser ölümcül bir hastalıktır. Kanser tedavisinde kemoterapi sıklıkla kullanılır ama çoğu kemoterapötikler nonspesifiktir. Zehirli ilaçlar tümörlü hücrelerin yanında sağlıklı hücreleri de etkiler. İlacı vücudun hastalıklı bölgesine hedeflemek için, ilaç taşıyıcılar ile manyetik ilaç taşınım etkili bir yöntemdir. İlaç taşıyıcılar için biyolojik olarak parçalanabilir polimeler ile üretilen biyolojik olarak parçalanabilir nanoparçacıklar kullanılabilir.Bu projenin amacı yeni bir ilaç taşıyıcı sistemi geliştirmektir. İlaç taşıyıcılar olarak kullanılan biyolojik olarak parçalanabilen nanoparçacıklar üretmek için biyouyumlu polimer, yani polipropilen fumarat (PPF) kullanılır ve vücudun hastalıklı bölgesine hedeflenmesi için manyetik nanoparçacıklar eklenilir. Bu projede, öncelikle manyetik nanoparçacıklar vinipirolidon (VP) ile çapraz bağlanan PPF ile fotobaşlatıcı miniemülsiyon tekniği kullanarak birleştirilir. Polipropilen fumarat (PPF) ın vinipirolidon (VP) ile fotobaşlatıcı miniemülsiyon tekniğini kullanarak çapraz bağlanmasını doğrulamak için FTIR spektroskopi kullanıldı. Daha sonra manyetik nanoparacıklı ve manyetik nanoparçacıksız çapraz bağlı polimer parçacıkların morfolojisi ve büyüklüğü SEM ile belirlendi. FTIR çapraz bağlamayı doğruladı ve çapraz bağlanma oranını belirlemek için şişme testleri kullanıldı.Çapraz bağlı ve manyetik nanopartiküller ile gömülü polimer nanoparçacıklar Paklitaksel (anti-kanser ilacı) ile yüklenildi. Çapraz bağlı manyetik nanoparacıklı ve manyetik nanoparçacıksız polimer nanopartiküllerden ilaç salınım miktarı HPLC ile belirlendi ve bu taşıyıcılar kapsüllenmiş ilacın bir aydan daha kısa bir sürede salınmasını sağlar. Degradasyon çalışmaları pH ve ağırlık ölçümleri yürütülmektedir. İlaç salınımı polimer nanoparçacıkların degradasyondan önce kontrollü difüzyon ile tamamen gerçekleştiği bulundu.

Cancer is the deadliest disease of human beings in worldwide. For cancer treatment chemotherapy is highly preferred but most chemotherapeutic agents are non-specific. The cytotoxic drug attacks healthy cells in addition to the target tumor cells. Magnetic drug delivery with using drug carriers is a very efficient method to target a localized disease site of the body. Biodegradable nanoparticles which are produced by biodegradable polymers can be used as carriers for drug.The aim of this project is to develop a new drug delivery system. Biocompatible polymer namely Polypropylene fumarate (PPF) is used to produce biodegradable nanoparticles to be used as drug carriers and magnetic nanoparticles are added to target a localized disease site within the body. In this project, firstly magnetic nanoparticles are incorporated in PPF which is crosslinked with a N-vinyl pyrrolidone (NVP) using photo initiated miniemulsion polymerization method. FTIR spectroscopy was used to confirm the crosslinking of poly propylene fumarate (PPF) with N-vinyl pyrrolidone (NVP) by photo initiated mini emulsion polymerization. Then the morphology and size of crosslinked polymer particles with and without magnetite were determined by SEM. FTIR confirmed the crosslinking and swelling tests were used to determine the percentage of crosslinking.Crosslinked polymer nanoparticles with embedded magnetic nanoparticles were loaded with Paclitaxel (anticancer drug). The amount of drug release from crosslinked polymer nanoparticles with and without magnetite was determined by HPLC and these carriers are found to release all the encapsulated drug in less than one month. The degradation studies are carried out by pH and weight measurements. The release of drug is found to be complete before the polymer nanoparticles are degraded suggesting the drug release to be diffusion controlled.