Doğal akciğer yüzey aktif maddesinin arayüzey davranışı üzerine nanopartiküllerin etkisi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2015
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: VİCDAN PINARBAŞI
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): NİHAL AYDOĞAN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Nanopartiküller, nanoteknolojik çalışmalar içerisinde büyük bir payı olan önemli konulardan biridir. Nanopartiküllerin sağladığı birçok faydalı özelliğin yanında, yaratabileceği sorunlar da bulunmaktadır. Bu sorunlardan oldukça önemli olan bir tanesi ise son yıllarda çalışmaları sürdürülen nanopartikül orijinli akciğer rahatsızlıklarıdır. Nanopartiküllerin solunmasının ölümle sonuçlanabilen solunum ve devamında kalp kardiyorespiratuar hastalıklarıyla ilişkili olduğu bilinmektedir. Özellikle 100 nm altındaki nanopartiküller, solunduklarında akciğer savunma mekanizması tarafından bertaraf edilememekte ve alveollerin yüzeyini kaplayan akciğer yüzey aktif maddesi ile etkileşmektedir. Akciğer yüzey aktif maddesi yapısında lipit ve proteinler bulunduran bir karışım olup yüzey gerilimini düşürerek solunumu kolaylaştırmanın yanında arayüzey akışkanlığını ve moleküllerin arayüzeyde dizilimini düzenleyerek solunum prosesini sürdürmesinde kritik rol oynamaktadır. Nanopartiküllerin akciğer yüzey aktif madde karışımı ile etkileşimi sonucu gözlenen fonksiyon bozukluklarının sistematik olarak incelenmesi oldukça önemlidir. Bu çalışma kapsamında, kullanımı yaygın olan üç farklı nanopartikülün (altın, hidroksiapatit ve titanyumdioksit nanopartikülleri) akciğer yüzey aktif madde karışımının arayüzey davranışı üzerine etkileri farklı yaklaşımlar kullanılarak incelenmiştir. Gelişmiş özelliklerinden dolayı özellikle medikal uygulamalar olmak üzere birçok alanda yaygın olarak kullanılan altın nananopartiküller Turkevich yöntemi kullanılarak sentezlenmiş ve 0,5 ve 1 µM konsantrasyonlarında DTT (ditiyotreitol) kullanılarak farklı boyutlarda altın nanopartikül kümeleri elde edilmiş ve böylece partiküllerin akciğerlerde kümeleşmesi, birikmesi sonucu olabilecek etkileri de incelenmiştir. Biyouyumluluğu nedeniyle diş protezi, kemik implantları gibi biyo malzemelerinde yaygın olarak hidroksiapatit nanopartikülleri kimyasal çöktürme yöntemiyle ve son zamanlarda nanomalzeme olarak güneş kremlerinde ve kozmetikte yaygın olarak kullanılan titanyumdioksit nanopartikülleri satın alma yöntemiyle elde edilmiştir. Kullanılan model akciğer yüzey aktif madde karışımı ise sığır akciğerinden özütleme yöntemi ile elde edilmiş ve saflaştırma işlemlerinden sonra deneylerde kullanılmak üzere veziküler forma getirilmiştir. Nanopartiküllerin karakterizasyonu AFM (Atomik Kuvvet Mikroskobu), UV-vis Spektrometresi, FT-IR (Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi) ve LS (Işık Saçınımı); akciğer yüzey aktif madde veziküllerinin karakterizasyonun ise floresans mikroskobu, LB-minitrough (Langmuir-Blodgett minitrough), AFM ve askıda damla cihazı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Nanopartiküllerin gerçek vücut ortamında akciğer yüzey aktif maddesi ile girebileceği olası etkileşimler düşünülmüş ve çalışma kapsamında temel olarak iki farklı yaklaşım kullanılmıştır. Öncelikle solunum yolu ile alveollere ulaşan nanopartiküllerin ilk olarak alveol arayüzeyini kaplayan akciğer yüzey aktif madde tekli tabakasıyla etkileşime girdiği düşünülerek LB-minitrough yardımıyla fosfat tampon/hava arayüzeyinde oluşturulan akciğer yüzey aktif madde tekli tabakası ile farklı özelliklere sahip nanopartiküllerin kısa süreli ve uzun süreli etkileşimleri incelenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda nanopartiküllerin akciğer yüzey aktif madde tekli tabakasının arayüzey davranışını değiştirdiği ve arayüzeyden altfaza geçebildiği sonucuna ulaşılmıştır. Elde edilen bu sonuç doğrultusunda da alt faza geçen nanopartiküllerin arayüzeyin hemen altında bulunan ve rezervuar görevi gören tübüler miyelin ile girdiği etkileşimler düşünülerek nanopartiküller ve tübüler miyelin yapısına benzerlik gösteren akciğer yüzey aktif madde vezikülleri etkileştirilmiştir. Yapılan incelemede nanopartiküllerin akciğer yüzey aktif madde veziküllerinin yapısına zarar verdiği ve dolayısı ile arayüzey davranışı üzerinde belirgin ve olumsuz etkilerinin olduğu sonucuna ulaşılmıştır.