LEE- Kimya Mühendisliği-Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/19355

Gözat

Yazar "Akbıyıkoğulları, Karya" ile LEE- Kimya Mühendisliği-Yüksek Lisans'a göz atma
  • Öge
    BSA ile kaplanmış h-BN NP'ler: Kanser tedavisinde potansiyel bir taşıyıcı sistem
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-06-06) Akbıyıkoğulları, Karya ; Güner, Fatma Seniha ; Çulha, Mustafa ; 506201018 ; Kimya Mühendisliği
    Kanser, yenilikçi terapötik yaklaşımların geliştirilmesini gerektiren küresel bir sağlık sorunu olmayı sürdürmektedir. Geleneksel tedaviler, spesifik olmayan ilaç dağılımı ve antikanser ajanlarının doğal toksisitesi nedeniyle sıklıkla ciddi yan etkilere neden olmaktadır. Nanoteknoloji, kanser tedavisindeki bu zorlukların üstesinden gelmek için umut verici bir yol olarak ortaya çıkmıştır. Son yıllarda nanopartikül (NP) bazlı ilaç dağıtım sistemleri, nano ölçekteki benzersiz özellikleriyle kanser tedavisinin etkinliğini artırmak için umut verici bir strateji olarak yeni olanaklar sağlamıştır. Bu NP'lerden biri olan Hegzagonal Bor Nitrür (h-BN) geleneksel tedavilere oranla kanser tedavisinde ilaç taşıyıcı olarak büyük potansiyele sahiptir. h-BN NP'lerinin ilaç dağıtım yeteneklerini geliştirmek için çeşitli yüzey modifikasyonları yapmak ve/veya yüzeyin kaplanması gerekmektedir. Doğal bir protein olan Sığır Serum Albümini (BSA) biyouyumluluğu, uyarlanabilirliği ve ilaç yükleme yeteneklerini geliştirme kapasitesi nedeniyle NP'ler için popüler bir kaplama malzemesi olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada kanser tedavisinde kullanılabilecek yeni bir nanotaşıyıcı sistemin tasarlanması amaçlanmıştır. Bu tez çalışması kapsamında, kanser terapisi için bir dağıtım sistemi olarak h-BN NP'lerinin sentezine ve karakterizasyonuna ek olarak, yüzeylerinin kovalent olmayan yöntemlerle BSA ile kaplanması ve elde edilen sistemin taşınımındaki kanser ilacı olarak seçilen Mitoksantron (MTX) dağıtımındaki kullanım potansiyeli incelenmiştir. İlk olarak h-BN NP'ler Kimyasal Buhar Biriktirme (CVD) yöntemiyle sentezlenmiştir. h-BN'lerin sentezinden sonra, BSA ile belirlenen kaplama şartları altında ortamın pH'ı, süre ve BSA:h-BN oranı optimize edilmiştir. Daha sonra, işlevselleştirilmiş NP'ler, antikanser ilacı MTX ile yüklenmiştir. Kaplı NP'lerin ilaç yükleme performansı belirlendikten sonra ardından ilaç yüklü protein kaplı NP'lerden MTX salımı, tümör mikro ortamını (pH=4,5) ve insan sağlıklı hücrelerini (pH=7,4) simüle eden şartlarda incelenmiştir. Bu çalışmada ayrıca, MTX ilacının bu iki farklı ortamda salım kinetiğini açıklamak için çeşitli kinetik modeller kullanılmıştır. Bu amaçla salım verilerine Sıfır derece, Birinci derece, Higuchi, Korsmeyer-Peppas ve Kopcha kinetik modelleri uygulanmıştır. h-BN NP'leri, Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Fourier Dönüşümü Kızılötesi (FT-IR) spektroskopisi, Dinamik Işık Saçılımı (DLS) ve Termogravimetrik Analiz (TGA) gibi yöntemler ile karakterize edilmiştir.Yapılan tüm karakterizasyonlar sonucundaki veriler; 40-80 nm nano boyutlu, trombosit benzeri tekdüze bir yapı sergileyen, yüksek saflıkta ve iyi dağılmış h-BN NP'lerinin sentezlendiğini gösterilmiştir. Bu tez çalışmasının ana hedefi, elde edilen h-BN'lerin ilaç taşıma kapasitelerini arttırmak ve suda dispersiyon özelliklerini iyileştirebilmek için BSA ile kimyasal olmayan etkileşimler ile kaplanmasıdır. BSA:h-BN oranı, çözelti ortamının pH'ı,ve etkileşim süresi bu çalışmada deneysel parametreler olarak seçilmiştir. h-BN@BSA kaplama deneylerinde 3 farklı oranda ve 2 farklı pH değeri seçilerek 8 farklı etkileşim süresinde veri alınarak gerçekleştirilmiştir. Kaplama miktarına etki eden parametrelerin etkileşimlerini belirlemek amacıyla, deneysel veriler Minitab kullanılarak üç faktörlü faktöriyel deney tasarımı ile analiz edilmiştir. Bu analiz sonucunda, BSA:h-BN oranı ve BSA:h-BN oranı ile pH etkileşiminin kaplama miktarı üzerinde anlamlı bir etkisi olduğu belirlenmiştir. Ancak, deney süresi ve diğer parametrelerin ikili ve üçlü etkileşimlerinin kaplama miktarı üzerinde etkili olmadığı sonucuna varılmıştır. Deneyler sonrasında gerçekleştirilen karakterizasyon çalışmalarından SEM görüntüleri, FT-IR spektrumları, jel elektroforez ve suda dispersiyon sonuçları h-BN NP'lerin yüzeyinin BSA ile etkileştiğini kanıtlamıştır. Kaplama deneylerinin sonuçlarına göre mg BSA/g h-BN için en yüksek kaplama miktarı elde edilen BSA-7,4-3-1 ve BSA-4,7-5-6 kodlu NP'ler, ilaç yükleme ve salım çalışmalarında kullanılmak üzere seçilmiştir. BSA@ h-BN NP'lerinin ilaç yükleme kapasitesini değerlendirmek için MTX kullanılarak yapılan ilaç yükleme deneylerinde daha stabil bir nokta olan 4. saatin sonunda, saf h-BN %18,3 (0,37 mg MTX/1 gr h-BN) yükleme yüzdesine sahip iken, kaplı örneklerin birbirine oldukça yakın; BSA-4,7-6-5 için %32,1 (0,64 mg MTX/1 gr h-BN) ile BSA-7,4-3-1 için %31,8 (0,63 mg MTX/1 gr h-BN) yükleme yüzdesine sahip olduğu bulunmuştur. İlaç yükleme deneylerinin sonucundaki karakterizasyon çalışmaları MTX'in varlığını kanıtlamıştır. Ayrıca, zeta potansiyel değerlerinin incelendiğinde, BSA kaplamasının, MTX ilacının kullanılması ile NP'ler üzerinde kararlılığı artırdığı tespit edilmiştir. In vitro ilaç salım çalışmaları, yaklaşık 50 saat boyunca NP'lerden MTX'in salım profilini ortaya koymuştur. Deney verilerinde maksimum salım yüzdesi göz önüne alındığında, tümör hücrelerini simüle eden pH=4,5 ortamında BSA kaplı h-BN'ler (%5,18 ve %5,09), kaplanmamış saf h-BN'ye (%0,83) göre 6 kattan daha fazla ilaç salımı gerçekleştirirken, insan sağlıklı hücreleri taklit eden ortam olan pH=7,4'te kaplanmamış saf h-BN (%2,92), BSA kaplı h-BN numunelerine (%0,23 ve %0,20) kıyasla 12 kattan daha fazla kanser ilacı salımı sağlamıştır. Bu salım sonuçları kinetik modellere göre incelendiğinde h-BN'nin Kopcha Modeline uyduğu ve salım mekanizmasının erozyona dayalı olduğunu belirlenmiştir. BSA@h-BN NP'leri ise Korsmeyer-Peppas ve Hixson-Crowell Modellerine uygun ilaç salımı oluşmaktadır. Farklı sağlıklı insan hücreleri üzerinde gerçekleştirilen hücre kültürü/sitotoksisite testleri incelendiğinde, çeşitli dozajlardaki numunelerin hiçbirinin toksik etki göstermediği belirlenmiştir. Özellikle, BSA@h-BN NP'lerinin hücre çoğalmasını teşvik ettiği gözlemlenmiştir. Ayrıca, kanser ilacı MTX'i taşıyan bu NP'lerin, sağlıklı hücreler üzerinde toksik etki yaratmadığı için, tasarlanan bu ilaç taşıyıcı sistemde güvenle kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Sonuç olarak, bu tez çalışmasından elde edilen veriler, BSA ile kaplanmış h-BN NP'leri, kanser tedavisi için etkili ve hedefe yönelik bir taşıyıcı sistem olarak umut verici olduğunu göstermektedir. Tez kapsamında geliştirilen BSA@h-BN NP'lerin MTX'i yükleme ve salım yeteneği ve düşük toksik özelliği bu sistemi değerli hale getirmektedir. Sonuçlar, nanotıp ve biyomedikal alanda artan araştırmalara katkıda bulunmaktadır; ancak bu bulguların güvenliğini ve etkinliğini doğrulamak için terapötik uygulamalara dönüştürülmesi için daha ileri in vivo çalışmalara ve klinik araştırmalara ihtiyaç duyulmaktadır.