Παρασκευή νέων πολυμερικών φορέων με την τεχνική της ηλεκτροϊνοποίησης και διαχωρισμού φάσεων για εφαρμογές σε συστήματα αποδέσμευσης φαρμάκων

Abstract

Τhe subject of this thesis was the preparation of new polymeric carriers and their in vitro studies in order to develop novel drug delivery systems for improved dermal and transdermal transport of active ingredients. Two main techniques were used, electrospinning and phase separation method which can control the release rate of drugs because of the interesting architectures that can produce. The polymeric materials used were synthesized in the laboratory of organic chemical technology. The investigation initially oriented to the exploration of new polymeric materials from natural and synthetic polymers.Specifically, chitosan modified with poly(hydroxyethyl acrylates) was used as topical dressings containing the active substance, levofloxacin. The phase separation method was chosen due to its ability to prepare porous, fibrous or foliated structures. In this study, porous structures able to control the release behavior of the drug were prepared. Their morphological characteristics, thermal as well as their swelling and solubility properties were investigated via various methods. In vitro release studies in simulated body fluids and in vitro antibacterial activity demonstrated the ability of the structures to act as antimicrobial agents.Furthermore, two aliphatic polyesters, poly(caprolactone) and poly(lactic acid) were mixed with poly(butylene adipate) so as to produce blends able to encapsulate the active substance, teriflunomide. Electrospinning develops structures with sufficient porosity while the enhanced drug entrapment; categorize this method as promising technique. Their morphological characterization reveals the creation of nanofibrous structures. In vitro release studies established that drug release behavior is depended from the size of the nanofibers, drug loading and matrix degradation after specific time.

Το αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι, η παρασκευή και η in vitro μελέτη της δυνατότητας ανάπτυξης συστημάτων τοπικής μεταφοράς και ελεγχόμενης αποδέσμευσης, δραστικών φαρμακευτικών ουσιών, χρησιμοποιώντας δύο τεχνικές παραγωγής, την ηλεκτροϊνοποίηση και τη μέθοδο διαχωρισμού φάσεων. Τα πολυμερικά υλικά τα οποία χρησιμοποιήθηκαν, συντέθηκαν εξολοκλήρου στο εργαστήριο Οργανικής Χημικής Τεχνολογίας του Τμήματος Χημείας ΑΠΘ. Η έρευνα προσανατολίστηκε αρχικά στην διερεύνηση νέων πολυμερικών φορέων προερχόμενοι από φυσικά και συνθετικά βιοσυμβατά πολυμερή. Συγκεκριμένα, η χιτοζάνη η οποία τροποποιήθηκε με δυο πολυ(ακρυλικούς εστέρες) χρησιμοποιήθηκε ώστε να παραχθούν συστήματα τοπικής μεταφοράς της δραστικής ουσίας λεβοφλοξασίνης. Η μέθοδος διαχωρισμού φάσης που επιλέχτηκε, δημιουργεί ενδιαφέρουσες αρχιτεκτονικές δομές, πορώδεις, ινώδεις και φυλλώδεις. Στην παρούσα μελέτη, παρασκευάστηκαν πορώδεις δομές, ικανές να ελέγχουν την αποδέσμευση της δραστικής ουσίας. Μελετήθηκαν μορφολογικά και θερμικά χαρακτηριστικά, ιδιότητες διόγκωσης και διαλυτότητας. Οι in vitro μελέτες αποδέσμευσης σε προσομοιωμένα υγρά σώματος και η in vitro αντιβακτηριακή δράση τους, επιβεβαίωσαν την ικανότητα των δομών να δράσουν ως ικανοί τοπικοί φορείς αντιμικροβιακών ουσιών Στο δεύτερο μέρος, δύο αλειφατικοί πολυεστέρες, η πολυ(ε-καπρολακτόνη) και το πολυ(γαλακτικό οξύ) αναμείχτηκαν με τον πολυ(αδιπικό βουτυλενεστέρα) με στόχο την παραγωγή πολυμερικών μιγμάτων ώστε να ενθυλακώσουν τη δραστική ουσία τεριφλουνομίδη. Η τεχνική της ηλεκτροϊνοποίησης παράγει δομές, με ικανό πορώδες, ενώ σαν τεχνική, παράγει δομές, με υψηλή ικανότητα φόρτωσης βιομορίων. Ο μορφολογικός χαρακτηρισμός τους, επιβεβαίωσε την δημιουργία νανοδομών με ινώδη χαρακτηριστικά. Οι in vitro μελέτες αποδέσμευσης, σε προσομοιωμένα υγρά σώματος, τεκμηρίωσαν την ικανότητα των δομών να δράσουν ως ικανοί φορείς, όπου η αποδέσμευση του φαρμάκου ελέγχεται από την αρχιτεκτονική των ινών. Ανάλογα αποτελέσματα προέκυψαν με την τεχνική εξάτμισης διαλύματος. Η επαναληψιμότητα των επιθεμάτων σε χαρακτηριστικά όπως η προσρόφηση υγρασίας, βάρος και πάχος, κατατάσσει, την ηλεκτροϊνοποίηση όπως και την μέθοδο της εξάτμισης διαλύτη, ως κατάλληλες τεχνικές παραγωγής διαδερμικών επιθεμάτων.