Altın nanopartiküller ile dekore edilmiş metal organik çerçeve/lipit hibrit yapılarının hazırlanması ve karakterizasyonu
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: BÜŞRA TOPRAK
Danışman: Nihal Aydoğan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:İlaç salım sistemleri (DDS), istenen terapötik etkiyi güvenli bir şekilde elde etmek için aktif farmasötik molekülleri, vücutta iletilmesi hedeflenen bölgeye taşımak amacıyla kullanılmaktadır. Son yıllarda, ilaç salım sistemlerinin tasarımında üzerinde durulan konulardan biri de kombine tedavilere imkân sağlayan hibrit yapıların oluşturulmasıdır. Bu sayede, kemoterapi ve fototermal terapi gibi tedavilerin birlikte uygulanması sayesinde, kontrollü ve hedefli ilaç salımı sağlanmakta ve fonksiyonelleştirilmiş yapı ile vücuda alınacak olan kimyasalın dozu minimuma indirgenerek sinerjistik bir etki yaratılabilmektedir. DDS tercihi yapılırken göz önünde bulundurulması gereken en önemli özelliklerden biri de taşıyıcı sistemlerin gözenekli yapısıdır. Gözenekli malzemeler kategorisinde, metal organik çerçeveler (MOF) malzeme bilimi ve kimya mühendisliğinin birçok alanında kullanılan önemli yapılardan biridir. Bu çalışmada, toksik olmayan metal iyonu olarak potasyum ve biyouyumlu organik ligand olarak β-siklodekstrin seçilerek solvotermal/sonikasyon/buhar difüzyon yöntemi ile yüksek yüzey alanı ve gözenekliliğe sahip β-siklodekstrin-MOF (CD-MOF) yapısı sentezlenmiştir. CD-MOFların karakterizasyonu optik mikroskop, XRD, SEM, AFM ve FTIR ile gerçekleştirilmiştir. CDlerin dış yüzeyi hidrofilik, kavitesi ise hidrofobik bir yapıya sahiptir. Böylece elde edilen CD-MOFların gözeneklerine hidrofobik moleküllerin alınması sağlanabilmektedir. Ancak CD-MOF yapısının su içerisinde su içerisinde çözünmesinden dolayı sistemin stabilitesi oldukça düşüktür. Bu sebeple, CD-MOFların yüzeyi 1H,1H,2H,2H-Perfloro-1-dekanol ile kaplanmış ve sudaki stabilitesi artırılabilmiştir. Böylece ilaç taşıyıcı sistemin temel parçası olan CD-MOF'ların sudaki dayanıklılığı artırılmış ve bundan sonra gerçekleştirilecek olan işlemler için uygun bir zemin hazırlanmıştır. CD-MOF'ların kavitesine yüklenmek üzere molekül yapısı ve sudaki çözünürlüğü farklı olan kurkumin ve orange OT molekülleri model olarak seçilmiştir. Model moleküllerin CD-MOF'lara enkapsülasyonu sentez esnası ve sentez sonrası olmak üzere iki farklı yöntemle sağlanmıştır. Sentez esnasında model moleküllerin enkapsülasyonu daha yüksek oranlarda gerçekleştirilebildiği için bu yöntemle devam edilmiş ve model moleküllerin salım performansı incelenmiştir. Son yıllarda yapılan çalışmalara bakıldığında MOF'lar lipit temelli taşıyıcı sistemler gibi biyomoleküllerin yapısına kolay bir şekilde entegre edilerek her iki sistemin de avantajlarını bünyesinde barındırabildikleri görülmüştür. Tez çalışması kapsamında, florokarbon kaplı CD-MOF'ların (FTOH@CD-MOF) yüzeyi lipit çift tabakası ile kaplanmıştır. Lipit@FTOH@CD-MOF (lipit kompozit yapısı ile kolloidal stabilitenin sağlanması ve hücresel etkileşimin artırılması hedeflenmiştir. Ardından, Lipit@FTOH@CD-MOF yüzeyi kombine bir tedavi sağlayabilmesi için fototermal terapi ajanı olan altın nanopartiküller ile kaplanmıştır. Bu işlem, partiküllerin yüzeyinde altınların oluşturulması ile sağlanmıştır. Lipit kaplamasının en dış katmanda olmasının avantajı ve fototermal terapi üzerindeki etkisinin incelenebilmesi için FTOH@CD-MOF yapısı tam tersi olarak önce altın sonra lipit ile kaplanmıştır. Bu Au@Lipit@FTOH@CD-MOF ve Lipit@Au@FTOH@CD-MOF yapılarının elde edilmesinden sonra 808 nm'ye dalga boyuna sahip bir lazer ile fototermal etkileri incelenmiştir. Her iki partikülün de lazer altında termal kamera ile sıcaklığı ölçülmüş ve sıcaklık artışının sağlanabildiği görülmüştür. Lipit@Au@FTOH@CD-MOF yapısında altın kaplamasının arada olması altınların partiküllerinin yüzeyden ayrılması engellenmiş ve aynı güçte ve aynı miktar altın ile daha yüksek sıcaklara çıkılmasını sağlamıştır. Au@Lipit@FTOH@CD-MOF ve Lipit@Au@FTOH@CD-MOF yapılarının karakterizasyonu optik mikroskop, floresan mikroskop, zeta potansiyeli, SEM-EDX ve AFM ile gerçekleştirilmiştir. Son olarak, Au@Lipit@FTOH@CD-MOF yapılarının farklı uygulama alanlarında işlevselliğinin de gösterilebilmesi peroksidaz benzeri enzim etkisi gösterilmiştir. Çalışma sonucunda, Au@Lipit@FTOH@CD-MOF ve Lipit@Au@FTOH@CD-MOF ile kemoterapi ve fototermal terapinin tek bir ilaç taşınım sisteminde gerçekleştirilmesini sağlayan, farklı fizikokimyasal özelliklere sahip ilaç etken maddelerinin yapıya yüksek oranda yüklenebilmesine ve kontrollü salımının gerçekleştirilmesine; ayrıca enzim benzeri etki göstermesiyle farklı uygulamalarda da kullanımı olan çok fonksiyonlu yapılar elde edilmiştir.