Midede Kalış Süresini Artırma Uygulaması İçin Birbiri İçine Geçişimli (İnterpenetre) Ağ Yapısında Süperporöz Hidrojeller: Hazırlanma, Şişme ve Mekanik Özellikleri

INTERPENETRATING NETWORK SUPERPOROUS HYDROGELS FOR GASTRORETENTIVE APPLICATION-PREPARATION, SWELLING AND MECHANICAL PROPERTIES

Özet

Kitozan/poli(vinil alkol) interpenetre polimerik (IPN) ağ tipi yüksek poroziteye sahip(süperporöz) hidrojeller, bir gaz köpük oluşturma/ dondurarak kurutma yöntemi kullanılarak hazırlanmıştır. Poröz yapıyı oluşturmak üzere köpük oluşturucu madde olarak bikarbonatın kullanıldığı bir gaz oluşturma yöntemi uygulanmıştır. Gaz oluşturucu maddenin ilave edilmesinde en uygun zamanı tayin etmek için jelleştirme kinetikleri ölçülmüştür. Midede kalacak bir sistem olarak uygulanmaları araştırıldığı için asidik çözelti içinde şişme davranışları çalışılmıştır. Süperporöz hidrojellerin şişme ve mekanik davranışı üzerine dayanıklılık verici poli(vinil alkol)'ün (PVA) etkisi araştırılmıştır. PVA'nın düşük miktarda ilave edilmesi, mekanik direnci önemli derecede artırırken şişme kapasitesini azaltmıştır. Dondurma/eritme (F/T) döngülerinin sayısının bir sonucu olarak PVA molekülleri arasında hidrojen bağlarının oluşumu nedeniyle F/T işleminin sayısı, kitozan/PVA süperporöz hidrojellerinin fiziksel özellikleri üzerinde önemli derecede etki göstermiştir. Şişme davranışları, çapraz bağ yoğunluğu ile önemli derecede etkilenmiştir. Şişme kinetiklerindeki azalma ile birlikte gerçekleşen mekanik dirençteki artış, daha yüksek bir çözelti viskozluğu ile ilişkili olarak reaksiyona giren madde jelleşme işlemi esnasında, daha küçük porların oluşumundan kaynaklanmıştır. Hazırlanan süperporöz hidrojeller, şişme ortamlarının pH'sına çok fazla duyarlıdır ve sadece asidik pH'da şişme göstermişlerdir. Bundan dolayı süperporöz hidrojeller, midede kalış süresini artırma uygulaması için kullanılabilecektir.

Abstract

Chitosan/poly(vinyl alcohol) interpenetrating polymer network type (IPN) superporous hydrogels were prepared using a gas foaming/freeze-drying method. A gas blowing method using bicarbonate as a foaming agent was applied to introduce the porous structure. Gelation kinetics was measured to determine the optimum introduction time for adding the blowing agent. Their swelling behaviors in acidic solution were studied to investigate their application as gastric retention device. The effect of the strengthener, poly(vinyl alcohol) (PVA), on the swelling and mechanical behavior of the superporous hydrogels was investigated. The introduction of a small amount of PVA significantly enhanced the mechanical strength but reduced the swelling capacity. The number of freezing/thawing (F/T) process had a significant effect on the physical properties of the chitosan/PVA superporous hydrogels, because of the formation of hydrogen bonds between the PVA molecules as a result of the number of F/T cycles. Swelling behaviors were significantly affected by crosslinking density. The increase in mechanical strength accompanied by the decrease in swelling kinetics was caused by the generation of smaller pores during the gelation process of the reactant systems associated with a higher solution viscosity. The prepared superporous hydrogels were highly sensitive to pH of swelling media and swelled only in acidic pH. Hence these superporous hydrogels could be used for gastric retention application.