Katı lipit nanopartiküller kullanılarak kolloidal mikrokapsül üretimi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: GÖKÇE DİCLE KALAYCIOĞLU
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): NİHAL AYDOĞAN
Özet:Nanopartiküller, son yıllarda, hem bilimsel çalışmalar hem de medikal ve teknolojik uygulamalarda kullanılabilirliği nedeniyle oldukça ilgi çekmektedir. Metalik, polimer ve lipit başlıcaları olmak üzere, çeşitli yapıtaşları kullanılarak nanopartiküller sentezlenebilmektedir. Nanopartiküllerin hangi malzemeden oluştuğu, boyutu, şekli ve yüzey fonksiyonelliği, kullanılacağı hedef alana göre değişmekte ve görecelilik kazanmaktadır. Çeşitli fizyolojik lipitler, emulsifiye edici ajanlar ve su kullanılarak sentezlenen katı lipit nanopartiküller (KLN); 1990lı yıllarda ilk defa, alternatif bir nanotaşıyıcı olarak kullanılmaya başlanmıştır. KLNler biyouyumluluk, yüksek dayanım ve çeşitli malzemelerin enkapsülasyonuna olanak sağlaması gibi avantajlarıyla, özellikle biyomedikal ve farmasötik başta olmak üzere birçok alanda diğer nanotaşıyıcılardan öne çıkmaktadır. Ayrıca KLNlerin sentez yöntemine göre, bünyesinde taşıyacağı etken maddenin salım özelliklerinin kontrollü şekilde ayarlanabiliyor olması ve fizyolojik olarak tolere edilebilen lipitler kullanılarak sentezleniyor olması; vücut içinde, çok çeşitli kullanım amaçları ve uygulama yolları için ideal bir alternatif olmalarını sağlamaktadır. Yapılan çalışmanın ilk aşamasında, uygun boyut ve yüzey özelliklerinde KLNlerin hazırlanması, karakterize edilmesi ve ilaç alım/salım kapasitelerinin hesaplanması ile bu bağlamda sentezlenen nanopartiküllerin hastalık teşhisinde sensör veya tedavisinde çeşitli molekülleri (gen, ilaç vb.) taşıma ajanı olarak biyomedikal uygulamalarda kullanılabilirliğinin araştırılması hedeflenmiştir. Sentez yöntemi olarak "Mikroemülsiyon Yöntemi" kullanılan çalışmanın bu ilk kısmında, hazırlanan KLNlerin Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ve Dinamik Işık Saçınımı (DLS) ile boyut, boyut dağılımı ve geometrileri hakkında bilgi edinirken, zeta potansiyel ölçümleri de gerçekleştirilip yüzey yük yoğunlukları hesaplanmıştır. Bunun yanı sıra Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) tekniği ile de KLNlerin termal özellikleri ve morfolojik yapısı detaylı şekilde incelenmiştir. KLNlerin literatürde geçen önemli avantajlarından biri olan yüksek uzun dönemli stabilitesinin de değerlendirilebilmesi için, sentezin ardından 3 ay sonra boyut ve yüzey özellikleri tekrar ölçülmüştür. İstenen özelliklerde hazırlanan KLNlerin ilaç alım/salım kapasitelerinin değerlendirilmesi için model ilaç molekülleri olarak askorbik asit (AA) ve metilen mavisi (MM) kullanılmıştır. Elektrostatik etkileşimden faydalanılarak MM partikül yüzeyine tutturulurken, sentez aşamasında eklenerek AA partikül yapısı içine yüklenmiştir. Kullanılan partiküller için ilaç alım/salım kapasiteleri UV-vis spektroskopisi kullanılarak analizlenmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında istediğimiz boyut ve yüzey özelliklerinde hazırlayabildiğimiz biyouyumlu, dayanımı yüksek ve ilaç alım/salım performansları test edilmiş KLNler yapıtaşı olarak kullanılarak kolloidal mikrokapsüller hazırlanmıştır. Kolloidal mikrokapsüller, kabuk kısmında yapıtaşı olarak kolloidal partiküller kullanılarak sentezlenen kapsüller olup, günümüzde daha çok metal ya da polimerik nanopartiküller kullanılarak sürdürülmektedir. KLNler kullanılarak hazırlanan bu yapılar, hem kabuk kısmını oluşturan nanopartiküller sayesinde gelişmiş alım kapasitesi ve fonksiyonellik gösteren, hem de yüksek dayanım ve biyouyumluluğa sahip lipit bazlı kolloidal mikrokapsüllerin (MK) üretimi literatürde ilk kez sağlanmıştır. Çekirdek malzeme olarak polistiren partiküller ile Ibuprofen ilaç kristalleri kullanılırken, kabuk kısmında KLNler, altın nanopartiküller ve kitosandan faydalanılmıştır. Oluşturulan MKların kabuk kısmı zıt yüklü malzemelerin elektrostatik etkileşiminden faydalanılarak "Tabaka-tabaka kaplama yöntemi" kullanılarak hazırlanmıştır. Her bir tabaka kaplanmasının ardından zeta potansiyel değişimi ile tabakaların kaplanma performansı takip edilmiştir. Ayrıca Taramalı Elektron Mikroskobu kullanılarak da tabakalar görüntülenmiştir. Hazırlanan MKlar ile belirlenen model moleküller için alım/salım denemeleri yine KLNler için uygulanan prosedürler kullanılarak yapılmıştır. Yapılan çalışmalar doğrultusunda KLN kullanılarak MK üretiminin tamamlanmasıyla, literatürde ilk defa yapıtaşı olarak lipit bazlı nanopartikül kullanılarak hazırlanmış olan kolloidal MK üretimi gerçekleştirilmiştir. Ayrıca MK yapısına eklenen altın nanopartiküller sayesinde hem teşhis hem de terapi amaçlı kullanılabilecek yeni nesil kolloidal yapılar elde edilmiştir.