Razvoj i 3D-tiskanje pripravka za transdermalnu primjenu

master's thesis

• Title (english): Development and 3D printing of transdermal drug delivery system
• Author: Suzana Kralj
• Mentor: Gordana Matijašić (mentor)
• Committee member: Gordana Matijašić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Jasna Prlić Kardum (član povjerenstva)
• Committee member: Domagoj Vrsaljko (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Chemical Engineering and Technology; Zagreb
• Defense date and country: 2021-09-22, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Chemical Engineering

Abstract

Transdermalni pripravci su relativno novi dozirni oblik lijekova. Dizajnirani su tako da oslobađaju, odnosno dobavljaju djelatnu tvar u tijelo putem kože nakon što su aplicirani na kožu. Takav način primjene rezultira produljenim djelovanjem i konstantnom sistemskom apsorpcijom lijeka. S obzirom da koža predstavlja prirodnu barijeru između vanjskih čimbenika i tijela, nadvladavanje barijerne funkcije kože predstavlja velik izazov za daljnji razvoj transdermalnih pripravaka. Cilj ovog istraživanja je ispitati utjecaj različitih parametara na reološka i farmakološka svojstva formulacija hidrogelova iz kojih će se metodom 3D-tiska pripremiti transdermalni farmaceutski pripravci. Očvršćivanje hidrogelova provodi se ovisno o komponentama prisutnim u formulaciji, a dva glavna mehanizma su ionsko geliranje i očvršćivanje primjenom UV svjetlosti. Kao modelna djelatna tvar korišten je celekoksib, a provedena je i fizikalna karakterizacija istog kako bi se ispitala njegova primjenjivost u takvim dozirnim oblicima. Naposljetku, ispitane su karakteristike, učinkovitost i profili oslobađanja djelatne tvari iz pripremljenih transdermalnih pripravaka u kontekstu reproducibilnosti i pouzdanosti primjenjujući in vitro metodu ispitivanja oslobađanja lijeka, Franzovu difuzijsku ćeliju. Formulacije na bazi alginata i mješavine hitozana i želatine pokazale su reološka svojstva pogodna za primjenu izrade transdermalnih pripravaka. U te formulacije umiješan je celekoksib s fotoinicijatorom u obliku otopine u metanolu. Tako pripremljeni gelovi služili su kao polazni materijal za 3D-tisak transdermalnih pripravaka metodom ekstrudiranja paste. U sljedećem koraku provedeno je ispitivanje in vitro oslobađanja djelatne tvari iz pripravaka. Rezultati oslobađanja ukazuju na primjenjivost Higuchijeva modela za pripravke na bazi mješavine hitozana i želatine. Vrijednosti parametra modela su redom n = 0,5 i
kH = 0,968 % min^-0,5.

Abstract (english)

Transdermal delivery systems are a relatively new form of drug delivery. They are designed to release or deliver the active ingredient through the skin into the body after application to the skin. This method of delivery results in prolonged action and uniform systematic absorption of the drug. Given that the skin is a natural barrier between external factors and the body, overcoming the barrier function of the skin is a major challenge for the future development of transdermal drug delivery systems. The aim of this research is to investigate the influence of various parameters on the rheological and pharmacological properties of the hydrogel formulation, which will be used to manufacture transdermal drug delivery systems using 3D printing technology. The curing of hydrogels depends on the composition and components present in the formulation. The two main mechanisms are ionic gelation and UV light triggered curing. Celecoxib was used as a model drug and its physical characterization was carried out to investigate its applicability in such dosage forms. Formulations based on alginate and a mixture of chitosan and gelatin were shown to have rheological properties suitable for transdermal application. In these formulations, celecoxib was mixed with a photoinitiator in the form of a methanol solution. The gels prepared in this way served as the starting material for 3D printing of transdermal patches using paste extrusion method. Finally, in vitro release of the active ingredient from the preparations was carried out. The release results show the applicability of the Higutchi model for preparations based on a mixture of chitosan and gelatin. The values of the model parameters are n = 0.5 and
kH = 0.968 % min^-0,5, respectively.

• Keywords: transdermalni pripravci; hidrogel; celekoksib; Franzova difuzijska ćelija
• Keywords (english): transdermal drug delivery system; hydrogel; celecoxib; Franz diffusion cell
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:255943
• Study programme: Title: Chemical Engineering - Graduate study; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva (magistar/magistra inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Access restricted to students and staff of home institution
• Created on: 2023-04-14 11:51:59