Nanokompozit Malzemeler ile Kontrollü İlaç Salım Sistemlerinin Sentezi ve Karakterizasyonu

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: EHSAN SANATTALAB

Danışman: Gülten Gürdağ

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmada, yeni bir yaklaşımla 2'den fazla katman içeren inorganik nano platformlar sentezi hazırlanmıştır. Nano platformlar, taramalı elektron mikroskobu, X-ışını kırınımı, flüoresans ve Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi, flüoresans mikroskobu, dinamik ışık saçılımı, termogravimetrik analiz, Brunauer-Emmett-Teller, vb. kullanılarak karakterize edilmiştir. In-vivo çalışmalarda gözeneksiz silika nanopartiküllerinin (NP'ler) maksimum tolere edilebilir dozunun mezogözenekli silikadan daha yüksek olduğu bilindiğinden, gözeneksiz silika hazırlanmıştır. Kurkumin (CUR), hem floresan hem de terapötik ajan olarak kullanılmak üzere küresel gözeneksiz silika ve titanya NP'lerin (<100 nm) yüzeyleri arasında tutulmuştur. Böylece gözeneksiz silika, NP'lerin yükleme kapasitesinin arttırmakla kalmamış, ışığa duyarlılık, antibakteriyel aktivite ve kontrollü salım özelliklerini önemli ölçüde iyileştirmiştir. Ek olarak, NP'lerin yüzeyi Metil viyole-10B (MV-10B) ve Rhodamine B (RhB) ile zenginleştirilmiştir. Silica@CUR@titania, silica@CUR NP'lerinden yaklaşık 9 kat daha yüksek floresan yoğunluğu sergilemiştir. Bu bulgu, biyogörüntüleme uygulamaları için daha az miktarda RhB kullanımına olanak sağlayarak minimum toksik etkiye sahip nano-platformlar tasarlamamızı sağlamıştır. Nano platformların antimikrobiyal etkinliği, P. aeruginosa, E. coli, S. Typhimurium, K. pneumonia, S. epidermidis, S. aureus, B. subtilis, B. cereus ve E. faecalis'e karşı değerlendirilmiştir. Titania NP´lerinin, B. subtilis ve P. aeruginosa dışındaki tüm bakterilere karşı CUR'in minimum inhibitör konsantrasyon (MIC) değerlerini belirgin şekilde düşürdüğü sonucuna varılmıştır. Çalışmanın başka bir bölümü olarak detaylı optimizasyon çalışmasından sonra, fonksiyonel monomer olarak metakrilik asit (MAA), şablon olarak ticari CUR, çapraz bağlayıcı olarak etilen glikol dimetakrilat (EGDMA), porojenik çözücü olarak etanol/su karışımı ve başlatıcı olarak amonyum persülfat (APS) kullanılarak çöktürme polimerizasyonu ile moleküler baskılama tekniği başarıyla uygulanmıştır. Bu çalışmada, tanımlanmış pahalı ve karmaşık enkapsülasyon prosesleri olmaksızın ve sadece formülasyon geliştirilerek moleküler baskılama yöntemi ile aktif maddenin polimer matriksin iç kısımlarında immobilizasyonu gerçekleştirilmiştir. Floresan mikroskop görüntüsü ile CUR'in polimer matriks içindeki konumu netleştirilmiştir. Uygun formülasyon kullanılarak verimin %100'e çıkarılmasının yanı sıra, polimerizasyon işleminde kullanılan porojen ve ilaç yükleme işleminde kullanılan yeniden bağlama çözücüsünün bir sonucu olarak hem moleküler baskılanmış polimerler (MIP'ler) hemde baskılanmamış polimerlere (NIP'ler) %100 bağlanma sağlanmıştır. Aktif madde ile polimer arasındaki bağlanma sürecinde santrifüjlemeden sonra elde edilen süpernatantın karakterizasyon sonuçlarının güvenilirliği görsel fotoğraflarla tartışılmıştır. Her organik ve inorganik ilaç dağıtım sisteminin kendine göre avantajları ve dezavantajları kompozit ve karmaşık nano-taşıyıcı sistemlerin geliştirilmesine yol açmıştır. Çalışmanın diğer bir bölümünde ilaç örneği olarak siprofloksasin (CIP) seçilmiş ve ilaç taşıyıcı sistemlerin antibakteriyel aktiviteleri ve in vitro salım aktiviteleri incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. P(MAA-EGDMA), silika ve titania nano-taşıyıcılara kıyasla daha yüksek CIP yükleme kapasitesi göstermiştir. Ancak toplam salım değerinin titania nano-taşıyıcıdan daha az olduğu belirlenmiştir. P(MAA-EGDMA)´nın başlangıçtaki yüksek salım miktarı bu taşıyıcı için başka bir dezavantaj olarak tanımlanmıştır. Silika, titania ve bunların kompozitlerinin yüksek başlangıç salım profili için uygun oldukları kanıtlanmıştır.