Encapsulation of flurbiprofen by chitosan using a spray-drying method with in vitro drug releasing and molecular docking

Akyuz, Lalehan; Duman, Fatih; Kaya, Murat

Lalehan Akyuz¹, Fatih Duman², Murat Kaya³

¹Department of Chemistry Technology, Technical Vocational School, Aksaray University, 68100, Aksaray, Turkey
²Department of Biology, Faculty of Science, Erciyes University, 38039, Kayseri, Turkey
³Department of Biotechnology and Molecular Biology, Faculty of Science and Letters Aksaray University, 68100, Aksaray, Turkey

Cross-linking is very common method for encapsulation but many of the cross-linking agents have toxicity. In this study, chitosan-flurbiprofen micro-nano spheres were prepared as environmentally friendly for drug releasing by spray-drying method without any cross-linking agent. The used chitosan, flurbiprofen and obtained spheres were characterized via FT-IR, TGA, XRD and SEM. FT-IR results confirmed that H-bonding system was formed between chitosan and drug. CS-FP spheres with spherical shape were observed by SEM. TGA analysis results showed that thermal stabilities of flurbiprofen and chitosan were decreased after the encapsulation process. The spheres were used for in vitro releasing studies in simulated biological fluids. All these analysis results clearly showed that encapsulation was successfully carried out with 73.28% efficiency. Molecular modeling studies showed that CS-FP stable complexes was formed through a hydrogen bonding system between OH group of the drug molecule and chitosan OH group with a binding energy of -3.90 kcal/mol. Our computational results supported to spectroscopic results obtained by FTIR. This study proved that micro-nano spheres can be prepared without using cross-linking agent by spray-drying method.

Keywords:

Püskürtmeli Kurutma Tekniği Kullanarak Flurbiprofenin Kitosan ile Enkapsülasyonu ve in vitro İlaç Salınımı ve Moleküler Doking Çalışmaları

Lalehan Akyuz¹, Fatih Duman², Murat Kaya³

Çapraz bağ enkapsülasyon için çok yaygın kullanılan bir metottur ancak çapraz-bağ ajanlarının çoğu toksiktir. Bu çalışmada spray-drying metodu kullanılarak kitosan-flurbiprofen mikro-nano kürecikler çapraz-bağ ajanı kullanmadan hazırlandı. Kullanılan kitosan, flurbiprofen ve elde edilen kürecikler SEM, XRD, TGA ve FT-IR ile karakterize edildi. FT-IR sonuçları kitosan ve flurbiprofen arasında H-bağ sisteminin oluştuğunu göstermektedir. Küresel şekilde CS-FP kürecikler SEM ile açıklandı. TGA analizi sonuçları flurbiprofen ve kitosanın termal kararlılıklarının enkapsülasyon sonrası azaldığını göstermektedir. Kürecikler simüle edilmiş biyolojik sıvıda in-vitro olarak salınım çalışmaları için kullanılmıştır. Tüm bu analizler enkapsülasyonun %73.28 etki ile başarılı bir şekilde gerçekleştirildiğini göstermektedir. Moleküler modelleme çalışmaları bağlanma enerjisi -3.90 kcal/mol olarak kitosan OH grubu ile ilacın OH grubu arasında H-bağ sisteminin oluşması ile CS-FP kararlı kompleks yapısının oluştuğunu göstermektedir. Bilgisayar hesaplamaları sonuçları FT-IR dan elde ettiğimiz spektroskopik sonuçları desteklemektedir. Bu çalışma spray-drying yöntemi ile çapraz-bağ ajanı kullanmadan mikro ve nano küreciklerin hazırlanabileceğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler:

Lalehan Akyuz, Fatih Duman, Murat Kaya. Encapsulation of flurbiprofen by chitosan using a spray-drying method with in vitro drug releasing and molecular docking. . 2017; 14(1): 0-0

Corresponding Author: Lalehan Akyuz, Türkiye