Ayçiçeği tablasından kimyasal aktivasyonla hazırlanan aktif karbonların ilaç salımında kullanılabilirliğinin araştırılması

Abstract

Gelişen ilaç sanayisinde yeni bir etken maddenin geliştirilmesi ve kullanılabilir düzeye getirilmesi yıllar sürecek bir zamana ve ciddi maliyetlere gereksinim duyduğundan, var olan etken maddelerin efektif kullanılmasına yönelik çalışmalar her zaman daha ilgi çekici olmuştur. Bu nedenle, doğal polimerlerin kısıtlılığı ve sentetik polimerlerin birçoğunun biyouyumlu ya da biyobozunur olmayışı ilaç sanayisinde kullanılabilecek alternatif biyomalzemelerin arayışına yol açmıştır. Aktif karbon, yüksek spesifik yüzey alanına, eşsiz gözenek yapısına ve güçlü adsorpsiyon kapasitesine sahip biyouyumlu bir adsorbandır. Bu tez çalışmasında, ayçiçeği tablasından farklı karbonizasyon sıcaklığı ve farklı aktivasyon ajanı oranlarında ZnCl2 ve H3PO4 kullanılarak kimyasal aktivasyon yöntemi ile aktif karbon elde edilmiştir ve kontrollü ilaç salım sistemlerinde kullanılabilirliği araştırılmıştır. Aktif karbonların yüzey alanı ve gözenek boyutu dağılımları BET spesifik yüzey alanı tayini, fonksiyonel grupları ve yapısal karakterizasyonu Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi, yüzey morfolojileri taramalı elektron mikroskobu, termal kararlılıkları termal gravimetrik analiz ve yüzey yükleri ve zeta potansiyeli değerleri nanozetasizer cihazları ile karakterize edilmiştir. Elde edilen verilere göre, 1327 m2 /g en yüksek yüzey alanına sahip aktif karbon kütlece 3/1 (kimyasal ajan/biyokütle) oranında ZnCl2 kimyasal aktivasyonu ile 700 °C’de karbonize edilerek sentezlenmiştir. Sentezlenen aktif karbon örneğinin farklı pH ve farklı sıcaklıklarda ilaç adsorpsiyon kapasitesi incelenmiştir ve pH=4 ve 50 °C sıcaklıkta 715,95 mg/g maksimum tetrasiklin adsorpsiyonu gösterdiği bulunmuştur. İlaç yüklü aktif karbon örneğinden PVA ile nanokompozit ve blend oluşturularak, hem aktif karbon örneğinin hem de PVA/Aktif karbon karışımlarının in vitro tetrasiklin salım profilleri pH 7.4’te 37 °C’de incelenmiştir. Aktif karbon örneğinde ilaç etken maddesinin %70’inin 15 gün sonunda salındığı bulunmuştur.

Since the development of a new active substance in the developing pharmaceutical industry and bringing it to a usable level requires years and serious costs, studies on the effective use of existing active substances have always been more interesting. Therefore, the limitation of natural polymers and the fact that many of the synthetic polymers are not biocompatible or biodegradable have led to the search for alternative biomaterials that can be used in the pharmaceutical industry. Activated carbon is a biocompatible adsorbent with high specific surface area, unique pore structure and strong adsorption capacity. In this thesis, activated carbon was obtained by using ZnCl2 and H3PO4 at different carbonization temperatures and different activation agent ratios from the sunflower table and its usability in controlled drug release systems was investigated. Surface area and pore size distributions of activated carbons were characterized by BET specific surface area determination, functional groups and structural characterization by Fourier transform infrared spectroscopy, surface morphologies by scanning electron microscopy, thermal stability by thermal gravimetric analysis and surface charges and zeta potential values were characterized by nanozetasizer devices. According to the data obtained, activated carbon with the highest surface area of 1327 m2/g was synthesized by carbonizing at 700 °C with the chemical activation of ZnCl2 at a ratio of 3/1 (chemical agent/biomass) by mass. The drug adsorption capacity of the synthesized activated carbon sample at different pH and different temperatures was investigated and it was found that 715.95 mg/g maximum tetracycline adsorption was observed at pH=4 and 50 °C. By forming nanocomposite and blend with PVA from drug-loaded activated carbon sample, in vitro tetracycline release profiles of both activated carbon sample and PVA/Activated carbon mixtures were investigated at pH 7.4 at 37 °C. In the activated carbon sample, it was found that 70% of the active ingredient was released after 15 days.