Polymeric microneedle arrays for transdermal drug delivery - Demir, Yusuf Kemal (My University, 2012)
1.ÖZET DERİ YOLUYLA İLAÇ VERİLMESİ İÇİN POLİMERİK MİKRO İĞNE DİZİLERİ Derinin boynuzsu tabakasının bariyer özelliğine takılmadan, protein gibi makromolekülleri daha derindeki dermis tabakasına minimal girişimsel tarzda ulaştırabilecek alternatif yaklaşımların geliştirilmesi arzulanmaktadır. Mikro iğneler, ağrı oluşturmayarak boynuzsu tabakayı delip deri tabakalarında mikro delikler oluşturabilen deriden pasif yolla geçemeyen moleküllerin geçişini sağlamak için kullanılan Mikro Elektro Mekanik Sistem cihazlarıdır. MEMS teknolojileriyle nano hassasiyetle üretilen erkek pozitif mikro kalıbın yumuşak baskılamayla çoğaltılmasıyla oluşturulan dişi negatif kalıplardan çeşitli polimerik mikro iğneler üretilmiştir. Mikro iğne üretimi için uygun polimerler araştırılmıştır. Çözünebilen, şişebilen ve vücutta parçalanabilen, düzlemden bağımsız katı polimerik mikro iğnelerin üretim parametrelerinin optimize edilmesi, keşfedilen mikro iğnelerin ışık ve taramalı elektron mikroskobu ile fiziksel karakterizasyonu, termal analizleri, mikro mekanik test analizleri incelenmiştir. Model bir protein olan sığır serum albuminin analitik validasyonu BCA kalorimterik metodu kullanılarak optimize edilmiştir. Protein ve polimerik mikro iğne etkileşimleri BCA ve SDS PAGE metotları ile çok yönlü incelenmiştir. BCA’ya göre incelenen protein yüklenmiş birçok polimerik mikro iğnelerden, sodyum aljinat mikro iğneleri, BSA’ nın kantitasyonunu istatistiki açıdan engellememiştir. BCA metodu, SDS PAGE’in aksine, polimer mikro diziler içine karıştırılan BSA’ nın kantitasyonu için daha uygun bulunmuştur. Keşfedilen sodyum aljinat yamalarına ve 900 mikron yüksekliğe sahip piramitsel sodyum aljinat mikro iğnelerine aynı miktarda yüklenen BSA proteinin dermatomlanmış insan karın derisinden geçişi karşılaştırılmış ve belirtilen yamaların aksine, mikro iğneler proteinin deriden geçişine 15.4 kat daha fazla müsaade etmiştir. Hızlı çözünebilen sodyum aljinat mikro iğnelerinin yanı sıra BSA’ nın permeasyonunun artırılmasında, icat edilen yay aktiviteli aplikatörün de payı olduğu düşünülmektedir. Keşfedilen bu buluşların, Türkiye Cumhuriyeti ekonomisine katkı sağlayacağı ve ülkenin ithal edilen biyomalzeme cihazlarına bağımlılığını azaltacağı kanaatindeyim. nebilen, şişebilen ve vücutta parçalanabilen polimer mikroiğne dizileri, deri yoluyla ilaç verilmesi. 2.

POLYMERIC MICRONEEDLE ARRAYS FOR TRANSDERMAL DRUG DELIVERY Alternative pain free minimally invasive approaches are in demand to eliminate stratum corneum barrier property, and penetrate macromolecules deep in the dermis. Microneedle arrays (MNs) are considered as novel micro electro mechanical system (MEMS) devices, able to enhance skin permeability, by physically creating micro holes on the skin layers, to the molecules that are lack of diffusion in a passive manner across the skin. The novel MEMS tech-based nano sensitively fabricated pyramidal microneedle male master template was combined with conventional PDMS micromolding technology, which was able to precisely make replicas of master male mold templates. Inversely fabrication of various polymeric MNs from PDMS micromolds was also in good relation with the master template. Selection of convenient polymers for MNs, optimizing the fabrication parameters of dissolvable, swellable, and biodegradable polymeric MNs, physical characterization of the invented MNs by virtue of electron and brightfield microscopy, thermal analysis, and micro mechanical test analysis were all investigated. Analytical validation of a model protein, Bovine Serum Albumin (BSA), was optimized using a colorimetric method, BCA. Thorough understanding of protein polymer interactions was investigated using two analytical methods, BCA and SDS PAGE. Among the invented polymeric MNs, Na Alginate type was not considered as a constraining matrix for detection of incorporated BSA while employing the BCA method. SDS PAGE analysis of BSA incorporated within these polymeric MNs was also investigated, but was not accepted as promising method for protein quantitation as opposed to BCA. Conventional Na Alginate patches and its invented 900-μm height pyramidal MNs forms were used to deliver incorporated BSA across dermatomed abdominal human skin, where the micro arrays allowed permeation of BSA as 15.4 fold greater than the patches. Besides the influence of rapidly dissolvable Na Alginate MNs, it is conjectured that the invented spring based applicator also has a significant impact on the protein permeation profile. Commercialization of this thesis inventions will create a big impact, make attribution on Turkish Republic economy, and will no doubt reduce its biomaterial based device dependency on foreign countries. Key words: Dissolvable, Swellable, and Biodegradable Polymeric Microneedle Arrays, Transdermal Drug Delivery.
Keywords: Farmakoloji