Synthesis of Functionalized Magnetite (Fe3O4) Nanoparticles and Targeting to the Tumour CELL (HELA) for Cancer Diagnosis and Treatment
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, NANOTEKNOLOJİ VE NANOTIP ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: SENEM ÇİTOĞLU
Danışman: Özlem Duyar Coşkun
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Kanser çağımızın küresel sorunlarından biridir ve günümüzde dünya çapında her 8 erkekten ve her 11 kadından birinin ölümüne neden olmaktadır. 2040 yılına kadar, 29.5 milyon yeni kanser vakasının meydana geleceği Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı (IARC) tarafından öngörülmektedir. Bu nedenle, günümüz kanser teşhis ve tedavi yöntemlerinin geliştirilmesine büyük bir ihtiyaç vardır. Bu tezin amacı, kanser teşhisinde ve tedavisinde potansiyel uygulamalara sahip tekil boyut dağılımlı küresel ve/veya kübik süperparamanyetik Fe3O4 nanoparçacıklarını sentezlemek ve insan servikal karsinoma (HeLa) hücreleri üzerindeki sitotoksisitelerini in vitro olarak araştırmaktır. Bu tez çalışmasında, 8.4±1.0 nm küresel ve 8.3±1.1 nm, 14.4±0.6 nm, 24.5±1.9 nm boyutlarında kübik, oldukça dar boyut dağılımına sahip süperparamanyetik demir oksit nanoparçacıkları termal ayrıştırma metodu ile sentezlendi. Nanoparçacıklar, biyomedikal uygulamalara uygun hale getirilmek amacıyla ligand değişimi yoluyla mezo-2,3-dimerkaptosusinik asit (DMSA) ile kaplandı. Yüzey fonksiyonelliğinin nanoparçacıkların manyetik özellikleri ve sitotoksisiteleri üzerindeki etkilerini araştırmak amacıyla küresel nanoparçacıklar aminopropiltrietoksisilan (APTES) ve 2-deoksi-D-glikoz (DG) ile de fonksiyonelleştirildi. Nanoparçacıkların yapısal ve manyetik özellikleri x-ışını difraksiyonu (XRD), geçirimli elektron mikroskobu (TEM), Fourier-dönüşüm kızılötesi spektroskopisi (FTIR), Zeta sizer, termogravimetrik analiz (TGA), titreşimli örnek magnetometresi (VSM) ve indüktif eşleşmiş plazma ve kütle spektrometresi (ICP-MS) teknikleri ile kapsamlı ve sistematik olarak karakterize edildi. Suda çözünür nanoparçacıkların manyeto-termal özellikleri manyetik hipertermi cihazı ile ölçüldü. Üç farklı yüzey kaplamasına sahip küresel nanoparçacıkların ve üç farklı boyuttaki DMSA kaplı kübik nanoparçacıkların sitotoksisitesi, 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolyum bromür (MTT) tahlili ile değerlendirildi. 72 saat süreyle nanoparçacıklar ile inkübe edilen hücreler Prusya mavisi ile boyanarak nanoparçacıkların hücre içi alımlarının belirlenmesi amacıyla ters mikroskopla görüntülendi. Sonuçlar, şekil, boyut, yük gibi farklı yüzey özelliklerine sahip olarak sentezlenen nanoparçacıkların test edilen nanoparçacık konsantrasyonları ve inkübasyon süreleri için HeLa hücre canlılığı üzerinde önemli bir toksik etkisinin olmadığını gösterdi. DMSA ile yüzeyi fonksiyonelleştirilen 24.5 nm kenar uzunluğuna sahip kübik Fe3O4 nanoparçacıkların öz-güç soğurma hızı (SAR) değeri, 15.95 kA/m alternatif akım (AC) manyetik alanı ve 488 kHz frekans altında 198.4 W/gFe olarak belirlendi. Kullanılan malzeme miktarı için örnekte yaklaşık olarak 5 dakikada 15 °C'lik bir sıcaklık artışı gözlendi. Çalışma sonuçları, yüzeyi-fonksiyonel Fe3O4 nanoparçacıklarının, klinik denemelerde kanser teşhisi ve tedavisi için umut verici bir potansiyele sahip olduğunu göstermektedir.