PDLLA/PEG copolymeric micelles as drug carriers

Abstract

ÖZET Bu çalışmada polimerik misel şeklinde yeni bir ilaç salım sisteminin geliştirilmesi öngörülmüştür. Misel yapabilme yeteneğine sahip polimer zincirlerinin elde edilmesi için poli(DL-laktik asit) (PDLLA) (hidrofobik bölüm) ve polietilen glikol'ün (hidrofîlik bölüm) transesterifikasyonu ile kopolimerlerin üretimi amaçlanmıştır. Öncelikle PDLLA homopolimerleri üretilmiştir. Elde edilen bu homopolimerlerin ortalama molekül ağırlıkları ve ağırlık dağılmaları uç-grup analizi, viskozimetrik ölçümler, Hİ-NMR ve GPC ile elde edilmiştir. Bunların yapıları ise FTIR, Hİ-NMR ve DSC çalışmaları ile karakterize edilmiştir. Daha sonra sayıca ortalama molekül ağırlığı 1900 olan PDLLA homopolimeri ile ortalama molekül ağırlığı 3300-4000 olan PEG kataliz kullanılmadan transesterifike edilmiştir. PEG'ün PDLLA'ya oranı değiştirilerek farklı zincir yapılarında dolayısıyla farklı misel formuna sahip kopolimerler elde edilebilmiştir. FTIR, Hİ- NMR, DSC ve GPC çalışmaları PDLLA/PEG kopolimerlerinin yapılarını tanımlamak için kullanılmıştır. Bu kopolimerlerin misel yapabilme kabiliyetleri quasi-elastik ışık saçılma veri sonuçları kullanılmasıyla geliştirilmiştir. Farklı boyutlarda miseller (çapı, 25 nm den 60 nm ye değişen aralıkta) ve çekirdek yapıları elde edilmiştir. Adriamisin. HC1 model ilaç olarak seçilmiş ve PDLLA/PEG kopolimer miselleri içine yüklenmiştir. Maksimum yükleme 12 mg/g olarak elde edilmiştir. Bu misellerin fosfat tampon ortamında (pH: 7.4, sıcaklık: 37°C) yaklaşık 5-6 haftada parçalandığı gözlenmiştir. Aynı zamanda adriamisin. HCl'in PDLLA/PEG misellerinden salımı incelenmiş ve bu matrikslerden ilaç salınmamın temelde `degradasyon kontrollü` olduğu sonucuna varılmıştır.

II ABSTRACT In this study we attempted to develop a novel drug delivery system in the form of polymeric micelles. In order to obtain polymer chains with micelle forming abilities, we have proposed to produce copolymers by transesterification of poly(DL-lactic acid) (PDLLA) (as the hydrophobic segment) and polyethylene glycol (PEG) (as the hydrophilic segment). We first produced homopolymers of PDLLA. We obtained the average molecular weights and weight distributions of these homopolymers by end-group analysis, viscocity measurements, Hİ-NMR, and GPC. Their structures were characterized by FTIR, H^-NMR and DSC studies. PDLLA homopolymer with a number average molecular weight of 1900 were then transesterified with PEG with an average molecular weight of 3300-4000 without using any catalyst.. By changing the ratio of PEG to PDLLA, we were able to produce copolymers with different chain structures, therefore with diffferent micelle forming abilities. The FTIR, Hİ-NMR, DSC and GPC studies were used to describe the structures of these PDLLA/PEG copolymers. Micelle forming abilities of these copolymers were approved by using the results of quasi-elastic light scattering data. Micelles with different sizes (radius ranges from 25nm to 60nm) and core structures were obtained. We selected a model drug, i.e., adriamycin.HCl, and loaded it in the PDLLA/PEG copolymer micelles. The maximum loading was about 12mg/g. We found that these micelles were degraded in phosphate buffer (pH:7.4 and temperature: 37°C) in about 5-6 weeks. We also investigated the release of adriamycin.HCl from these PDLLA/PEG micelles, and concluded that the drug release from these matrices was mainly `degradation controlled`.