Investigations on the properties and drug releases of biodegradable polymer coatings on metal substrates as drug carriers
Metal substratlar üzerinde ilaç taşıyıcı olarak kullanılan biyobozunur polimer kaplamaların özellikleri ve ilaç salımları hakkında incelemeler
- Tez No: 259221
- Danışmanlar: PROF. DR. ERDAL BAYRAMLI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 314
Özet
Çeşitli biobozunur polimerlerin kontrollü ve uzun süreli ilaç salım sistemleri geliştirilmesinde kullanılması son yıllarda aktif bir araştırma alanıdır. Farklı metal protezlerin, özellikle titanyum bazlı olanların, insan vücudunda farklı ortopedik amaçlar için uygulanması da çok yaygındır. Kullanılan bu protezlerin en önemli dezavantajı ise uygulandıkları bölgelerde protezin ikinci bir operasyon ile alınıp enfeksiyonlu bölgenin iyileştirilmesinin ardından yeniden uygulanmasını gerektiren enfeksiyon oluşma riskidir. Bu problemi çözmek için en iyi yollardan biri metal protezleri kontrollü ve sürdürülebilir ilaç (antibiyotik) salım sistemleri ile donatarak enfeksiyon riski taşımayan hale getirmektir.Bu tezde, sözkonusu antibiyotiklerin farklı biyobozunur polimer kaplı metal protezlerden uzun süreli ve devamlı salınımı çalışılmıştır. Farklı yüzey deseni ve modifikasyonuna sahip titanyum ve paslanmaz çelik numunelerinin sanal yorulma analizleri ve ilaç yükleme kapasiteleri çalışılmıştır. Çeşitli biyobozunur polimer ve ilaç kombinasyonları çalışılmış ve bu kombinasyonlar metal protezlerin kaplanmasında kullanılmıştır. Buradaki amaç en az bir ay süresince uygun miktarda ilaç salımı yapabilen polimer-ilaç kaplı metal protezler tasarlamaktır. Ayrıca, ilaç içeren polimerlerin yapışma özelliklerini geliştirmek için farklı kaplama teknikleri ve yüzey modifikasyonları uygulanmıştır. Bunların metal yüzeyler üzerindeki yapışma özellikleri Lap-shear ve T-peel testleri ile çalışılmıştır. Polimer bozunma kinetikleri viskozite çalışmaları ile izlenmiştir. Çeşitli ilaçların kalibrasyon doğruları elde edilmiş ve farklı sistemlerdeki ilaç salımları UV spektrofotometresi ve mikrobiyal antibiyotik duyarlılık testleri kullanılarak izlenmiştir.Başlangıçta olan hızlı ilaç salımını önlemek için denenen metodlar arasında kloroform içerisinde çözünmüş poli(D,L-laktit-co-glikolit) içerisine homojen olarak dağıtılan vankomisin emdirilmiş ß-TCP (ß-trikalsiyum fosfat) kaplaması ve bunun üzerine yapılan inert poli(L-laktit) kaplaması sisteminin uygulanabilir olduğu kanıtlanmıştır. Bu teknikle, başlangıçta gerçekleşen patlama salım minimize edilmiş ve protezlerdeki ilaç salımları yaklaşık iki aya kadar sürmüştür. Ayrıca, polimer ve ilaç içeren kaplamaların üzerine uygulanan çok katlı kaplamalar da umut verici sonuçlar vermiştir.Antibiyotik yüklü protezler ile yerel tavşanların sırt kasında yapılan in vivo çalışmaları, protezlerin çevre dokularla enfeksiyon riski taşımaksızın uyumunun yüksek olup herhangi bir olumsuz etkisinin olmadığını göstermiştir.
Özet (Çeviri)
The use of various biodegradable polymers for the improvement of different controlled and long-lasting drug release systems is an active research area in recent years. The application of different metal prostheses, especially titanium based ones, to the human body is also very common. A most important disadvantage of these prostheses is the risk of infection at the application areas that necessitates the removing of the prosthesis with a second surgical operation and reapplication of it after recovery. One of the best ways to solve this problem is to render metal prostheses infection free with controlled and sustainable drug (antibiotic) release systems.The long term sustained release of relevant antibiotics from the various biodegradable polymer coated metal implants is studied in this thesis. Virtual fatigue analysis and drug loading capacities of titanium and stainless steel samples with different surface pattern and modifications were studied. Various biodegradable polymer and drug combinations were examined and used for coating of metal prosthesis. The aim is to design polymer-drug coated metal implants that are capable of releasing a feasible amount of drug up to a period of at least 1 month. Various coating techniques and surface modifications were also employed to improve the adhesional properties of the drug containing polymers. Their adhesion abilities on the metal substrates were tested by Lap-shear and T-peel tests. Polymer degradation kinetics was followed by viscosity studies. Calibration lines for different drugs were obtained and drug releases on different systems were followed by using UV spectroscopy and microbial antibiotic sensitivity tests.Among the techniques applied to prevent fast release of drugs initially, the coatings of Vancomycin absorbed ß-TCP (ß-tricalcium phosphate) homogeneously distributed in poly(D,L-lactide-co-glycolide) solution in chloroform followed by an inert coating with poly(L-lactide) system proved to be feasible. By this technique, initial burst release was minimized and drug release from implants lasted nearly 2 months. Multiple coatings on polymer plus drug coating layer also gave promising results.In vivo studies on dorsal muscles of native rabbits with antibiotic loaded implants gave no negative effect on the surrounding tissues with high compatibility free of infection.
Benzer Tezler
- İnterlökin-2 içeren ilaç taşıyıcı sistemlerin inhalasyon formülasyonlarına yönelik çalışmalar
Studies on inhalation formulations of interleukin-2 containing drug delivery systems
BURCU DEVRİM
Doktora
Türkçe
2009
Eczacılık ve FarmakolojiAnkara ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ASUMAN BOZKIR
PROF. DR. KANDEMİR CANEFE
- Biomedical application of an enzymatically synthesized biopolyester
Enzimatik olarak sentezlenmiş bir biyopoliesterin biyomedikal uygulaması
ŞENOL BEYAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATOŞ YÜKSEL GÜVENİLİR
- Investigations on the biodegradable polymeric and inorganic substrates for controlled drug delivery and bone and cartilage repair
Kontröllü ilaç salımı ve kemik ve kıkırdak doku onarımları için kullanılacak biyobozunur polimerik ve inorganik substratlar hakkındaki incelemeler
AYCAN GÜNAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDAL BAYRAMLI
- Elektroüretimle nanolif eldesine etki eden faktörlerin ve jelatin-pektin içeren nanoliflerin model gıdaların reolojik özelliklerine etkilerinin incelenmesi
Investigations on affecting parameters of electrospinning and rheological properties of model food systems containing electrospun gelatin-pectin nanofibers
ALPARSLAN KUMRU
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FİLİZ ALTAY