Theses supervised by Prof. Dr. Mehmet Mutlu
12 theses · Karadeniz Technical University, TOBB Economics and Technology University
Yenidoğan yoğunbakım ünitesinde izlenen neonatal kandidemi vakalarının retrospektif değerlendirilmesi ve risk faktörlerinin belirlenmesi
Yenidoğan Yoğunbakım Ünitesinde İzlenen Neonatal Kandidemi Vakalarının Retrospektif Değerlendirilmesi ve Risk Faktörlerinin Belirlenmesi Giriş: Yenidoğan yoğunbakım alanında yaşanan gelişmeler sayesinde özellikle ciddi prematüre ve doğum ağırlığı <1500 gram olan bebeklerin yaşam sürelerinin artması, mantar sepsisi görülme sıklığında artırışa yol açmıştır. Bu çalışma; neonatal mantar sepsisi vakalarının retrospektif olarak değerlendirilmesi ve risk faktörlerinin belirlenmesi amacı ile gerçekleştirilmiştir. Materyal metod: Çalışma 2003-2016 yılları arasında KTÜ Farabi Hastanesi Yenidoğan Yoğunbakım Ünitesi'nde yatırılarak tedavi edilen 79'u mantar sepsisli (çalışma grubu) ve 80'i kanıtlanmış bakteriyel sepsisli (kontrol grubu) olan toplam 159 hastanın dosya verilerinin retrospektif olarak incelenmesi ile gerçekleştirildi. Sonuçlar: Ciddi prematüre, doğum ağırlığı <1000 gram, SGA, APGAR skoru düşük ve canlandırma gereksinimi olan, solunum uyarıcısı, intravenöz steroid, mide koruyucusu ve geniş spektrumlu antibiyotik kullanan, surfaktan verilen ve uzun süre invaziv mekanik ventilasyon uygulanan, geç enteral beslenmek zorunda kalınan ve uzun süre total parenteral beslenme (TPB) uygulanan bebeklerde mantar sepsisi daha sık gözlendi (p<0.05). Kandida sepsisli vakaların klinik seyirlerinin bakteriyel sepsislere göre daha sinsi seyirli olduğu, ciddi trombositopeni ve normal beyaz küre sayısı görülme oranlarının daha yüksek olduğu tespit edildi (p<0.05). Hastaların kan kültüründe en sık olarak üreyenmantar türleri sırası ile C. guilliermondii (%41.7) ve C. parapisilosis (%24) idi. Yapılan lojistik regresyon analizinde beş günün üzerinde uygulanan mekanik ventilasyonun (OR3.062), karbapenem+vankomisin kullanımının (OR 3.565) ve mide koruyucu kullanımının(OR 2.738) fungal enfeksiyon gelişimini anlamlı derecede artırdığı saptandı. İnvazivkandida enfeksiyonlu hastalarda mortalite oranı %16.5 olarak belirlendi. Öneriler: Prematüre doğumların önlenmesi, prematüre eyleme girip endikasyonu olan gebelere antenatal steroid uygulanması, riskli gebelerin ileri düzey canlandırma ve yoğunbakım hizmeti yapılabilecek merkezlerde doğurtulması, erken enteral beslenme başlanılarak en kısa sürede tam enteral beslenmeye geçilmesinin hedeflenmesi, steroid, mide koruyucu ve uzun süreli geniş spektrumlu antibiyotik kullanımından mümkün olduğunca kaçınılması mantar sepsis riskini azaltabilir. Anahtar kelimeler: Neonatal kandidemi, Candida, yenidoğan
Yenidoğan yoğunbakım ünitesinde üriner sistem enfeksiyonu nedeniyle takip edilen vakaların retrospektif değerlendirilmesi
Giriş: Yenidoğanlarda ilk semptomatik ÜSE sonrası erken teşhis, hızlı ve etkili tedavi ve varsa konjenital üriner malformasyonların tespiti, akut ve kronik komplikasyonların önlenmesinde en önemli basamağı oluşturmaktadır. Bu çalışma neonatal ÜSE vakalarının retrospektif değerlendirilmesi amacı ile gerçekleştirilmiştir. Materyal ve metot: Çalışma, KTÜ Farabi Hastanesi Yenidoğan Yoğunbakım Ünitesinde 1 Ocak 2012– 31 Aralık 2022 tarihleri arasında yatırılarak takip edilen ÜSE tanılı 276 hastanın dosya verilerinin retrospektif olarak incelenmesi ile gerçekleştirildi. Bulgular: ÜSE tespit edilen yenidoğanlarda en sık saptanan semptom sarılık; idrar kültüründe en sık üreyen mikroorganizma türleri Klebsiella pneumoniae (%22.1) ve E. coli (%19.9) idi. Ürosepsis oranı %3.3 olarak bulundu. Gestasyonel yaşı <28 hafta, doğum ağırlığı <1500 gram, üriner malformasyonu ve ateş semptomu olan ÜSE hastalarında kan kültürü üreme oranları yüksekti (p<0.05). Hastalarda üriner malformasyon oranı %15.6, renal skar oranı %6.5 olarak tespit edildi. Kan kültürü pozitifliği ve üriner malformasyonu olan hastalarda renal skar, rekürren enfeksiyon ve komplikasyon gelişimi anlamlı derecede yüksek bulundu (p<0.05). Sonuç: ÜSE düşündürecek semptomu olan yenidoğanlardan kan kültürü ile birlikte idrar kültürü alınması, kan kültürü çıkana kadar parenteral tedavi verilmesi, idrar kültüründe 10.000 CFU/mL üreme sınırının ÜSE tanısı için anlamlı kabul edilmesi, ateşli olan, kan kültüründe üreme saptanan, üriner malformasyonu olan yenidoğanlarda renal skar riskinin yüksek olması nedeniyle bu hastaların daha yakın takip edilmesi ÜSE ilişkili morbidite ve mortalitenin önlenmesi açısından önemlidir. Anahtar kelimeler: Yenidoğan, üriner sistem enfeksiyonu, üriner malformasyon, ürosepsis, renal skar
Meme kanseri tedavisinde doksorubisin yüklü melanin nanoparçacıkların kullanımı
2014 yılı verilerine göre, Türkiye'de kadınlarda en sık görülen kanser türü meme kanseridir (43/100000). Tanı konulan her 4 kadın kanserinden 1'i meme kanseridir. Meme kanserinin tedavisi için klinikte kullanılan yöntemler; cerrahi tedavi, kemoterapi, radyoterapi, hormon tedavisi ve hedefe yönelik tedavidir. Doksorubisin, meme kanseri tedavisinde kullanılan en etkili kemoterapi ilaçlarından biridir. Doza bağlı toksisite, ilaca karşı direncin ortaya çıkması ve kanser hücrelerine karşı düşük seçiciliği, doksorubisinin klinikte kullanımını kısıtlamaktadır. Bu dezavantajları ortadan kaldırmaya yönelik yaklaşımların başında nanoteknoloji gelmektedir. Nanoteknolojideki gelişmelerin ilaç taşıyıcı sistemlere önemli ölçüde etkisi vardır. Nano boyuttaki ilaç taşıyıcı sistemler ilacın kontrollü salınımı, kimyasal kararlılık, yüzeylerinin kolay modifikasyonu ve ilacı immün sistemden koruyabilme özelliklerinden dolayı ilacın yarı ömrünü uzatmakta, biyoyararlanımı arttırmakta, olası yan etkileri azaltmakta ve terapötik pencereyi genişletmektedir. Nanoparçacıklar, birçok klinik uygulama ve araştırmada ilaç taşıyıcı sistem olarak önemli rol oynamaktadır. Nanoölçekte farklı geometrideki platformlara, lipozom, misel, dendrimer, nanokabuk, albümin temelli ve polisakkarit temelli nanoparçacıklar, metalik, seramik ve polimerik nanoparçacıklar örnek verilebilir. Bu çalışma kapsamında kulanılan melanin; biyouyumlu, biyobozunur, metal iyonları ile şelat yapabilen, ilaçlara bağlanabilen ve doğal fotoakustik özellikleri bulunan bir polimerdir. Bu tez çalışması sürecinde; i) melanin nanoparçacık (MNP) sentezlenmesi, ii) polietilen glikol (PEG) ile melanin nanoparçacıkların modifikasyonu, iii) PEG ile modifiye edilmiş melanin nanoparçacıklara doksorubisin (DOX) yüklenmesi iv) salım profilinin incelenmesi, v) in vitro deneyler ile önerilen ilaç taşıyıcı sistemin sağlıklı hücrelerde ve meme kanseri hücrelerinde hücre canlılığına etkisinin incelenmesine yönelik çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen nanoparçacıkların morfolojisi geçirimli elektron mikroskopu (TEM) ile, kimyasal yapısı Fourier dönüşümlü kızıl ötesi (FT-IR) spektrometre analizi ile, yüzey yükü zeta potansiyel analiz cihazı ile, ışığı absorblama özelliği ise ultraviyole ve görünür ışık (UV-Vis) absorpsiyon spektroskopisi kullanılarak incelenmiştir. Nanoparçacıkların ilaç yükleme kapasitesi ve ilacı salma profili UV-vis spektrofotometre cihazı kullanılarak belirlenmiştir. Kolorimetrik bir metod olan 3-(4,5-dimetiltiyazol2-yl)-2,5-difeniltetrazolyum-bromür (MTT) testi ile hücre canlılığı takip edilmiştir. Yapılan testler sonucunda melanin nanoparçacıkların, PEG ile modifiye edilmiş melanin nanoparçacıkların ve PEG ile modifiye edilmiş doksorubisin yüklü melanin nanoparçacıkların sırasıyla 50, 30, ve 15 nm boyutlarında küresel şekilde oldukları ve yüzey yüklerinin -24, -22, ve -40 mV olduğu saptanmıştır. Önerilen sistemin kontrollü ilaç salımı yaptığı ve hücre testleri sonucunda sağlıklı hücrelere herhangi bir toksik etki göstermezken, konvansiyonel yöntemle karşılaştırıldığında meme kanseri hücrelerini etkili bir şekilde öldürdüğü görülmüştür. Bu tez çalışmasında polietilen glikol (PEG) ile modifiye edilmiş doksorubisin yüklü melanin nanoparçacıkların, biyomedikal alanındaki araştırmalarda ilaç taşıyıcı sistem olarak kullanılması için önerilebileceği sonucuna varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Melanin, Doksorubisin, Nanoparçacık, İlaç taşıyıcı sistemler, Kontrollü ilaç salımı.
Meme kanseri tedavisinde doksorubisin yüklü melanin nanoparçacıkların kullanımı
2014 yılı verilerine göre, Türkiye'de kadınlarda en sık görülen kanser türü meme kanseridir (43/100000). Tanı konulan her 4 kadın kanserinden 1'i meme kanseridir. Meme kanserinin tedavisi için klinikte kullanılan yöntemler; cerrahi tedavi, kemoterapi, radyoterapi, hormon tedavisi ve hedefe yönelik tedavidir. Doksorubisin, meme kanseri tedavisinde kullanılan en etkili kemoterapi ilaçlarından biridir. Doza bağlı toksisite, ilaca karşı direncin ortaya çıkması ve kanser hücrelerine karşı düşük seçiciliği, doksorubisinin klinikte kullanımını kısıtlamaktadır. Bu dezavantajları ortadan kaldırmaya yönelik yaklaşımların başında nanoteknoloji gelmektedir. Nanoteknolojideki gelişmelerin ilaç taşıyıcı sistemlere önemli ölçüde etkisi vardır. Nano boyuttaki ilaç taşıyıcı sistemler ilacın kontrollü salınımı, kimyasal kararlılık, yüzeylerinin kolay modifikasyonu ve ilacı immün sistemden koruyabilme özelliklerinden dolayı ilacın yarı ömrünü uzatmakta, biyoyararlanımı arttırmakta, olası yan etkileri azaltmakta ve terapötik pencereyi genişletmektedir. Nanoparçacıklar, birçok klinik uygulama ve araştırmada ilaç taşıyıcı sistem olarak önemli rol oynamaktadır. Nanoölçekte farklı geometrideki platformlara, lipozom, misel, dendrimer, nanokabuk, albümin temelli ve polisakkarit temelli nanoparçacıklar, metalik, seramik ve polimerik nanoparçacıklar örnek verilebilir. Bu çalışma kapsamında kulanılan melanin; biyouyumlu, biyobozunur, metal iyonları ile şelat yapabilen, ilaçlara bağlanabilen ve doğal fotoakustik özellikleri bulunan bir polimerdir. Bu tez çalışması sürecinde; i) melanin nanoparçacık (MNP) sentezlenmesi, ii) polietilen glikol (PEG) ile melanin nanoparçacıkların modifikasyonu, iii) PEG ile modifiye edilmiş melanin nanoparçacıklara doksorubisin (DOX) yüklenmesi iv) salım profilinin incelenmesi, v) in vitro deneyler ile önerilen ilaç taşıyıcı sistemin sağlıklı hücrelerde ve meme kanseri hücrelerinde hücre canlılığına etkisinin incelenmesine yönelik çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen nanoparçacıkların morfolojisi geçirimli elektron mikroskopu (TEM) ile, kimyasal yapısı Fourier dönüşümlü kızıl ötesi (FT-IR) spektrometre analizi ile, yüzey yükü zeta potansiyel analiz cihazı ile, ışığı absorblama özelliği ise ultraviyole ve görünür ışık (UV-Vis) absorpsiyon spektroskopisi kullanılarak incelenmiştir. Nanoparçacıkların ilaç yükleme kapasitesi ve ilacı salma profili UV-vis spektrofotometre cihazı kullanılarak belirlenmiştir. Kolorimetrik bir metod olan 3-(4,5-dimetiltiyazol2-yl)-2,5-difeniltetrazolyum-bromür (MTT) testi ile hücre canlılığı takip edilmiştir. Yapılan testler sonucunda melanin nanoparçacıkların, PEG ile modifiye edilmiş melanin nanoparçacıkların ve PEG ile modifiye edilmiş doksorubisin yüklü melanin nanoparçacıkların sırasıyla 50, 30, ve 15 nm boyutlarında küresel şekilde oldukları ve yüzey yüklerinin -24, -22, ve -40 mV olduğu saptanmıştır. Önerilen sistemin kontrollü ilaç salımı yaptığı ve hücre testleri sonucunda sağlıklı hücrelere herhangi bir toksik etki göstermezken, konvansiyonel yöntemle karşılaştırıldığında meme kanseri hücrelerini etkili bir şekilde öldürdüğü görülmüştür. Bu tez çalışmasında polietilen glikol (PEG) ile modifiye edilmiş doksorubisin yüklü melanin nanoparçacıkların, biyomedikal alanındaki araştırmalarda ilaç taşıyıcı sistem olarak kullanılması için önerilebileceği sonucuna varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Melanin, Doksorubisin, Nanoparçacık, İlaç taşıyıcı sistemler, Kontrollü ilaç salımı.
Meme kanseri tedavisinde doksorubisin yüklü melanin nanoparçacıkların kullanımı
2014 yılı verilerine göre, Türkiye'de kadınlarda en sık görülen kanser türü meme kanseridir (43/100000). Tanı konulan her 4 kadın kanserinden 1'i meme kanseridir. Meme kanserinin tedavisi için klinikte kullanılan yöntemler; cerrahi tedavi, kemoterapi, radyoterapi, hormon tedavisi ve hedefe yönelik tedavidir. Doksorubisin, meme kanseri tedavisinde kullanılan en etkili kemoterapi ilaçlarından biridir. Doza bağlı toksisite, ilaca karşı direncin ortaya çıkması ve kanser hücrelerine karşı düşük seçiciliği, doksorubisinin klinikte kullanımını kısıtlamaktadır. Bu dezavantajları ortadan kaldırmaya yönelik yaklaşımların başında nanoteknoloji gelmektedir. Nanoteknolojideki gelişmelerin ilaç taşıyıcı sistemlere önemli ölçüde etkisi vardır. Nano boyuttaki ilaç taşıyıcı sistemler ilacın kontrollü salınımı, kimyasal kararlılık, yüzeylerinin kolay modifikasyonu ve ilacı immün sistemden koruyabilme özelliklerinden dolayı ilacın yarı ömrünü uzatmakta, biyoyararlanımı arttırmakta, olası yan etkileri azaltmakta ve terapötik pencereyi genişletmektedir. Nanoparçacıklar, birçok klinik uygulama ve araştırmada ilaç taşıyıcı sistem olarak önemli rol oynamaktadır. Nanoölçekte farklı geometrideki platformlara, lipozom, misel, dendrimer, nanokabuk, albümin temelli ve polisakkarit temelli nanoparçacıklar, metalik, seramik ve polimerik nanoparçacıklar örnek verilebilir. Bu çalışma kapsamında kulanılan melanin; biyouyumlu, biyobozunur, metal iyonları ile şelat yapabilen, ilaçlara bağlanabilen ve doğal fotoakustik özellikleri bulunan bir polimerdir. Bu tez çalışması sürecinde; i) melanin nanoparçacık (MNP) sentezlenmesi, ii) polietilen glikol (PEG) ile melanin nanoparçacıkların modifikasyonu, iii) PEG ile modifiye edilmiş melanin nanoparçacıklara doksorubisin (DOX) yüklenmesi iv) salım profilinin incelenmesi, v) in vitro deneyler ile önerilen ilaç taşıyıcı sistemin sağlıklı hücrelerde ve meme kanseri hücrelerinde hücre canlılığına etkisinin incelenmesine yönelik çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen nanoparçacıkların morfolojisi geçirimli elektron mikroskopu (TEM) ile, kimyasal yapısı Fourier dönüşümlü kızıl ötesi (FT-IR) spektrometre analizi ile, yüzey yükü zeta potansiyel analiz cihazı ile, ışığı absorblama özelliği ise ultraviyole ve görünür ışık (UV-Vis) absorpsiyon spektroskopisi kullanılarak incelenmiştir. Nanoparçacıkların ilaç yükleme kapasitesi ve ilacı salma profili UV-vis spektrofotometre cihazı kullanılarak belirlenmiştir. Kolorimetrik bir metod olan 3-(4,5-dimetiltiyazol2-yl)-2,5-difeniltetrazolyum-bromür (MTT) testi ile hücre canlılığı takip edilmiştir. Yapılan testler sonucunda melanin nanoparçacıkların, PEG ile modifiye edilmiş melanin nanoparçacıkların ve PEG ile modifiye edilmiş doksorubisin yüklü melanin nanoparçacıkların sırasıyla 50, 30, ve 15 nm boyutlarında küresel şekilde oldukları ve yüzey yüklerinin -24, -22, ve -40 mV olduğu saptanmıştır. Önerilen sistemin kontrollü ilaç salımı yaptığı ve hücre testleri sonucunda sağlıklı hücrelere herhangi bir toksik etki göstermezken, konvansiyonel yöntemle karşılaştırıldığında meme kanseri hücrelerini etkili bir şekilde öldürdüğü görülmüştür. Bu tez çalışmasında polietilen glikol (PEG) ile modifiye edilmiş doksorubisin yüklü melanin nanoparçacıkların, biyomedikal alanındaki araştırmalarda ilaç taşıyıcı sistem olarak kullanılması için önerilebileceği sonucuna varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Melanin, Doksorubisin, Nanoparçacık, İlaç taşıyıcı sistemler, Kontrollü ilaç salımı.
Fenilketonüri tanısına yönelik QTF-tabanlı kütle hassas immünosensör geliştirilmesi
Otozomal resesif bir hastalık olan fenilketonüri, L-fenilalaninin vücutta birikmesi sonucu açığa çıkan ciddi bir hastalıktır. Fenilketonüri hastalığı, ağırlıklı olarak fenilalanin hidrogenaz enzimini sentezleyen 12. kromozomda oluşan mutasyondan kaynaklanmaktadır. Tedavi edilmemesi durumunda, vücut sıvılarındaki L-fenilalaninin miktarı yükselerek; epilepsi, mikrosefali, egzema ve skleroderma benzeri deri lezyonları, gelişim ve zeka geriliği gibi hastalıklara neden olmaktadır. Bu seviyede ciddi sonuçları olan bu hastalığın, erken teşhisinin yapılarak zaman kaybedilmeden tedavisine başlanması büyük önem taşımaktadır. Günümüzde bu hastalığın tanısı, yenidoğan tarama programı kapsamında zorlu bir ön hazırlık süreci gerektiren, karmaşık ve pahalı cihazlar ile koyulmaktadır. Bu nedenle bahsi geçen hastalığın teşhisinde kullanılabilecek, kolay uygulanabilir, hızlı/doğru cevap veren ve ekonomik tanı yöntemlerinin geliştirilerek klinik uygulamalara kazandırılması önem teşkil etmektedir. Bu nedenle doktora tez çalışması kapsamında, fenilketonüri hastalığının teşhisinde kullanılması amacıyla, yüksek performans, hızlı cevap verme ve ekonomik özellikleriyle ön plana çıkan QTF çevirici yüzeyler plazma ile modifiye edilmiş ve ex-vivo ortamdaki L-fenilalan düzeyinin ölçümünü gerçekleştiren QTF-tabanlı bir immünosensör geliştirilmiştir. Bu hedef doğrultusunda öncelikle QTF yüzeyleri plazma polimerizasyon işlemi ile iki aşamada fonksiyonelleştirilmiştir. Fonksiyonelleştirilme işleminin ilk aşamasında, amino grubu içeren plazma modifiye filmlerdeki stabilite problemini aşmak amacıyla QTF çevirici yüzeyleri hidrokarbon bazlı bir prekursör olan n-hekzan ile farklı boşalım güç ve uygulama sürelerinde modifiye edilmiştir. Stabilite testleri ve kimyasal analizler sonucunda, 30 gün boyunca kararlı ince film eldesini sağlayan optimum plazma parametreleri 75 W- 10 dakika olarak belirlenmiştir. İkinci aşamada ise; QTF çevirici yüzeyler, amino grubu içeren etilendiamin (EDA) monomeriyle modifiye edilerek antikor immobilizasyonuna uygun olacak şekilde fonksiyonelleştirilmiştir. Karakterizasyon işlemleri sonucunda, fonksiyonel ince filmlerin üretimi için optimum plazma parametreleri; 75 W-1, -5 ve -10 dakika olarak belirlenmiştir. N(hex) ve EDA modifikasyonları gerçekleştirilen çevirici yüzeylerinin aktifleştirilmesi amacıyla, film yüzeyler farklı süre ve ortamlarda glutaraldehit ile muamale edilmiş, antikor immobilizasyonuna uygun yüzeyler %25 (v:v) gluteraldehit çözeltisi içerisinde 2 saatlik inkübasyon süresi sonucunda elde edilmiştir. İmmünosensör tasarımı aşamasında, aktifleştirilmiş çevirici yüzeyler 1-20 µg/µl konsantrasyon aralıklarında anti-fenilalanin ile dekore edilerek biyolojik tanıyıcı tabaka üretimi gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen immünosensörün L-fenilalanine karşı cevabı takip edilerek antikor miktarı 10 µg/µl olarak optimize edilmiş ve ölçüm performansı incelenmiştir. Sonuç olarak, bu çalışma ile litertürde ilk defa fenilketonüri tanısında kullanılabilecek QTF-tabanlı bir kütle hassas immünosensör tasarımı gerçekleştirilmiştir. Üretilen immünosensör platformunun gelecek immünosensör çalışmalarına alt yapı niteliğinde olacağı düşünülmektedir.
Fenilketonüri tanısına yönelik QTF-tabanlı kütle hassas immünosensör geliştirilmesi
Otozomal resesif bir hastalık olan fenilketonüri, L-fenilalaninin vücutta birikmesi sonucu açığa çıkan ciddi bir hastalıktır. Fenilketonüri hastalığı, ağırlıklı olarak fenilalanin hidrogenaz enzimini sentezleyen 12. kromozomda oluşan mutasyondan kaynaklanmaktadır. Tedavi edilmemesi durumunda, vücut sıvılarındaki L-fenilalaninin miktarı yükselerek; epilepsi, mikrosefali, egzema ve skleroderma benzeri deri lezyonları, gelişim ve zeka geriliği gibi hastalıklara neden olmaktadır. Bu seviyede ciddi sonuçları olan bu hastalığın, erken teşhisinin yapılarak zaman kaybedilmeden tedavisine başlanması büyük önem taşımaktadır. Günümüzde bu hastalığın tanısı, yenidoğan tarama programı kapsamında zorlu bir ön hazırlık süreci gerektiren, karmaşık ve pahalı cihazlar ile koyulmaktadır. Bu nedenle bahsi geçen hastalığın teşhisinde kullanılabilecek, kolay uygulanabilir, hızlı/doğru cevap veren ve ekonomik tanı yöntemlerinin geliştirilerek klinik uygulamalara kazandırılması önem teşkil etmektedir. Bu nedenle doktora tez çalışması kapsamında, fenilketonüri hastalığının teşhisinde kullanılması amacıyla, yüksek performans, hızlı cevap verme ve ekonomik özellikleriyle ön plana çıkan QTF çevirici yüzeyler plazma ile modifiye edilmiş ve ex-vivo ortamdaki L-fenilalan düzeyinin ölçümünü gerçekleştiren QTF-tabanlı bir immünosensör geliştirilmiştir. Bu hedef doğrultusunda öncelikle QTF yüzeyleri plazma polimerizasyon işlemi ile iki aşamada fonksiyonelleştirilmiştir. Fonksiyonelleştirilme işleminin ilk aşamasında, amino grubu içeren plazma modifiye filmlerdeki stabilite problemini aşmak amacıyla QTF çevirici yüzeyleri hidrokarbon bazlı bir prekursör olan n-hekzan ile farklı boşalım güç ve uygulama sürelerinde modifiye edilmiştir. Stabilite testleri ve kimyasal analizler sonucunda, 30 gün boyunca kararlı ince film eldesini sağlayan optimum plazma parametreleri 75 W- 10 dakika olarak belirlenmiştir. İkinci aşamada ise; QTF çevirici yüzeyler, amino grubu içeren etilendiamin (EDA) monomeriyle modifiye edilerek antikor immobilizasyonuna uygun olacak şekilde fonksiyonelleştirilmiştir. Karakterizasyon işlemleri sonucunda, fonksiyonel ince filmlerin üretimi için optimum plazma parametreleri; 75 W-1, -5 ve -10 dakika olarak belirlenmiştir. N(hex) ve EDA modifikasyonları gerçekleştirilen çevirici yüzeylerinin aktifleştirilmesi amacıyla, film yüzeyler farklı süre ve ortamlarda glutaraldehit ile muamale edilmiş, antikor immobilizasyonuna uygun yüzeyler %25 (v:v) gluteraldehit çözeltisi içerisinde 2 saatlik inkübasyon süresi sonucunda elde edilmiştir. İmmünosensör tasarımı aşamasında, aktifleştirilmiş çevirici yüzeyler 1-20 µg/µl konsantrasyon aralıklarında anti-fenilalanin ile dekore edilerek biyolojik tanıyıcı tabaka üretimi gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen immünosensörün L-fenilalanine karşı cevabı takip edilerek antikor miktarı 10 µg/µl olarak optimize edilmiş ve ölçüm performansı incelenmiştir. Sonuç olarak, bu çalışma ile litertürde ilk defa fenilketonüri tanısında kullanılabilecek QTF-tabanlı bir kütle hassas immünosensör tasarımı gerçekleştirilmiştir. Üretilen immünosensör platformunun gelecek immünosensör çalışmalarına alt yapı niteliğinde olacağı düşünülmektedir.
Fenilketonüri tanısına yönelik QTF-tabanlı kütle hassas immünosensör geliştirilmesi
Otozomal resesif bir hastalık olan fenilketonüri, L-fenilalaninin vücutta birikmesi sonucu açığa çıkan ciddi bir hastalıktır. Fenilketonüri hastalığı, ağırlıklı olarak fenilalanin hidrogenaz enzimini sentezleyen 12. kromozomda oluşan mutasyondan kaynaklanmaktadır. Tedavi edilmemesi durumunda, vücut sıvılarındaki L-fenilalaninin miktarı yükselerek; epilepsi, mikrosefali, egzema ve skleroderma benzeri deri lezyonları, gelişim ve zeka geriliği gibi hastalıklara neden olmaktadır. Bu seviyede ciddi sonuçları olan bu hastalığın, erken teşhisinin yapılarak zaman kaybedilmeden tedavisine başlanması büyük önem taşımaktadır. Günümüzde bu hastalığın tanısı, yenidoğan tarama programı kapsamında zorlu bir ön hazırlık süreci gerektiren, karmaşık ve pahalı cihazlar ile koyulmaktadır. Bu nedenle bahsi geçen hastalığın teşhisinde kullanılabilecek, kolay uygulanabilir, hızlı/doğru cevap veren ve ekonomik tanı yöntemlerinin geliştirilerek klinik uygulamalara kazandırılması önem teşkil etmektedir. Bu nedenle doktora tez çalışması kapsamında, fenilketonüri hastalığının teşhisinde kullanılması amacıyla, yüksek performans, hızlı cevap verme ve ekonomik özellikleriyle ön plana çıkan QTF çevirici yüzeyler plazma ile modifiye edilmiş ve ex-vivo ortamdaki L-fenilalan düzeyinin ölçümünü gerçekleştiren QTF-tabanlı bir immünosensör geliştirilmiştir. Bu hedef doğrultusunda öncelikle QTF yüzeyleri plazma polimerizasyon işlemi ile iki aşamada fonksiyonelleştirilmiştir. Fonksiyonelleştirilme işleminin ilk aşamasında, amino grubu içeren plazma modifiye filmlerdeki stabilite problemini aşmak amacıyla QTF çevirici yüzeyleri hidrokarbon bazlı bir prekursör olan n-hekzan ile farklı boşalım güç ve uygulama sürelerinde modifiye edilmiştir. Stabilite testleri ve kimyasal analizler sonucunda, 30 gün boyunca kararlı ince film eldesini sağlayan optimum plazma parametreleri 75 W- 10 dakika olarak belirlenmiştir. İkinci aşamada ise; QTF çevirici yüzeyler, amino grubu içeren etilendiamin (EDA) monomeriyle modifiye edilerek antikor immobilizasyonuna uygun olacak şekilde fonksiyonelleştirilmiştir. Karakterizasyon işlemleri sonucunda, fonksiyonel ince filmlerin üretimi için optimum plazma parametreleri; 75 W-1, -5 ve -10 dakika olarak belirlenmiştir. N(hex) ve EDA modifikasyonları gerçekleştirilen çevirici yüzeylerinin aktifleştirilmesi amacıyla, film yüzeyler farklı süre ve ortamlarda glutaraldehit ile muamale edilmiş, antikor immobilizasyonuna uygun yüzeyler %25 (v:v) gluteraldehit çözeltisi içerisinde 2 saatlik inkübasyon süresi sonucunda elde edilmiştir. İmmünosensör tasarımı aşamasında, aktifleştirilmiş çevirici yüzeyler 1-20 µg/µl konsantrasyon aralıklarında anti-fenilalanin ile dekore edilerek biyolojik tanıyıcı tabaka üretimi gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen immünosensörün L-fenilalanine karşı cevabı takip edilerek antikor miktarı 10 µg/µl olarak optimize edilmiş ve ölçüm performansı incelenmiştir. Sonuç olarak, bu çalışma ile litertürde ilk defa fenilketonüri tanısında kullanılabilecek QTF-tabanlı bir kütle hassas immünosensör tasarımı gerçekleştirilmiştir. Üretilen immünosensör platformunun gelecek immünosensör çalışmalarına alt yapı niteliğinde olacağı düşünülmektedir.
Biyomedikal uygulamalara yönelik amin gruplarınca zengin ince filmlerin kararlılıklarının geliştirilmesi: Plazma polimerizasyon yöntemi ile n-hekzan alttaş film uygulaması
Amin gruplarınca zengin ince filmler, biyomoleküllere bağlanma potansiyelleri sebebiyle son yıllarda dikkat çeken konu başlıkları arasında yer almaktadır. Ancak, filmlerin sergiledikleri kararlılık karakteristikleri, biyoteknoloji alanında kullanımlarını kısıtlamaktadır. Bu tez çalışmasında, n-hekzan ön kaplamasının, amin gruplarınca zengin ince filmlerin atmosfer ve sıvı ortamlarda sergiledikleri kararlılık karakteristiğine etkisi araştırılmıştır. Etilendiamin (EDA) filmleri, radyo frekans- düşük basınç (RF-DB) plazma polimerizasyon cihazı kullanılarak, modifiye edilmemiş ve n-hekzan ön kaplaması gerçekleştirilmiş olmak üzere iki farklı gruba ayrılan cam ve kuvars ayar çatalı (QTF) yüzeylerde oluşturulmuştur. N-hekzan ön kaplamasının etilendiamin ince film yapısına etkileri, yüzeydeki fonksiyonel grupları araştırmak adına FTIR-ATR, yüzey kimyasal kompozisyonu araştırılmak üzere XPS, atmosfer ortamında kararlılık çalışmaları Temas Açısı (CA) ve sıvı ortamda kararlılık çalışmaları frekans ölçüm teknikleri ile gerçekleştirilmiştir. Plazma parametreleri her bir karakterizasyon ölçümü göz önüne alınarak ve farklı ortamlarda sergiledikleri kararlılık karakteristikleri incelenerek optimize edilmiştir. Yıpranma hızı çalışmalarının sonuçlarına göre, 75 Watt değerinin aşağısında ve üzerinde boşalım gücü uygulanan n-hekzan ön kaplamasına sahip etilendiamin ince filmler atmosfer ve sıvı ortamlarında kararlı değilken, 75 Watt boşalım gücü değerine sahip ince filmler her iki ortamda da kararlı bir karakteristik sergilemişlerdir. Etilendiamin ince filmlerinden alınan FTIR-ATR ölçümlerinde, 75 Watt değerinin aşağısında ve üzerinde boşalım gücüne sahip ince film yüzeylerinde amin grupları gözlemlenmemiştir. Dolayısıyla FTIR-ATR ölçümleri uyarınca, etilendiamin ince film parametresi 75 Watt 5 dakika şeklinde optimize edilmiştir. Çalışma sonucuna ulaşan en iyi örnekler, n-hekzan ön kaplamalı ve ön kaplamasız etilendiamin ince filmler olmuştur. Söz konusu ince filmler üzerinde atmosfer ve sıvı ortamda kararlılık çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalar göstermiştir ki; n-hekzan ön kaplaması ile etilendiamin kaplaması arasında güçlü bir bağ oluşmuş ve farklı ortamlarda yüzey kararlılığı sağlanmıştır. Sonuç olarak; n-hekzan ön kaplaması ile gerçekleştirilen plazma polimerizayson tekniği ile üretilen ince filmlerde, atmosfer ve sıvı ortamında kararlı yapı elde edilmiş ve yıpranma hızı azaltılarak biyoteknoloji uygulamalarına uygun yüzeyler elde edilmiştir.
Plazma polimerizasyonu yöntemi kullanılarak kuvartz ayar çatalı tabanlı Troponin-T biyosensör platformunun hazırlanması
Akut miyokard infarktüs (AMI), kalbe giden kan dolaşımının aniden kesilmesi sonucunda, kalp kaslarının zarar görmesi ya da kalp kası hücrelerinin ölmesine sebep olabilmekte, bu da hastalarda sakatlık ya da ölüme yol açabilmektedir. Kalbin beslenememesi sonucu oluşan bu durumda, kalp kaslarının salgıladığı proteinler arasında Troponin-T de bulunmakta ve AMI başlangıcından itibaren ilk 1 saat içinde kandaki konsantrasyonu yaklaşık 2 katına çıkmaktadır. Bu çalışmada, plazma polimerizasyonu yöntemi kullanılarak kütle hassas kuvartz ayar çatalı (QTF) tabanlı bir Troponin-T sensörü geliştirilmesi amaçlanmıştır. Kuvartz ayar çatalı yüzeyi; n-heptilamin, pentilamin ve 1,2-diaminosiklohekzan ile farklı güç ve uygulama sürelerinde plazma polimerizasyonu yöntemi kullanılarak modifiye edilmiştir. Yüzey üzerinde elde edilen ince filmlerin temas açıları film kararlılığını belirlemek amacı ile 1 ay boyunca takip edilmiştir. Bunun yanı sıra elde edilen direnç ölçümlerinde direncin 0.01 MΩ seviyesinden 4.28 MΩ seviyesine kadar çıktığı gözlenmiştir.İnce film özellikleri, taramalı elektron mikroskobu (SEM), atomik kuvvet mikroskobu (AFM), X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) ve Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) gibi görüntüleme ve spektroskopik yöntemler ile karakterize edilmiştir. QTF yüzeyine kaplanan filmler daha sonra farklı sürelerde gluteraldehit (GA) buharı ve çözeltisi ile etkileştirilerek kimyasal olarak aktive edilmiştir. Piezoelektrik özellik taşıyan QTF'lerin frekans değişimleri bu tüm değişim uygulanan süreçler öncesi ve sonrasında takip edilmiştir. Bu ölçümler kaplanan ince film hakkında bilgiler vermenin yanında, geliştirilmesi hedeflenen kütle hassas biyosensör için büyük önem taşımaktadır. Elde edilen sonuçlara göre, yüzey aktivasyonu yapılan QTF'lere farklı konsantrasyonlarda sığır serum albumin bağlanmış ve frekans değişimleri takip edilmiştir. Elde edilen verilerin, kütle hassas biyosensör platformlarının gelişimine öncülük etmesi beklenmektedir.
Ortak eksenli elektro-eğrilmiş sığır serum albumin nanoliflerinden ampisilinin kontrollü salımı
Bu çalışmada, doğal bir protein olan sığır serum albümin (SSA) kullanılarak kontrollü ilaç salım platformu geliştirilmiştir. İlaç yüklü amiloid benzeri Sığır Serumu Albümini (AL-SSA) nanoliflerinin üretimi, modifiye ortak eksenli elektro-eğirme işlemi ile gerçekleştirilmiştir. Model ilaç olarak ise hidrofilik bir yapıya sahip olan ampisilin (Amp) seçilmiştir. Kabuk ve çekirdek çözeltileri belirli oranlarda hazırlandıktan sonra, lif üretimi iğne ucunu tıkamadan, sorunsuz ve sürekli olarak gerçekleştirilmiştir. Elektro-eğirme sistemine sadece çekirdek çözeltisi beslenerek tekli (C) membranlar üretilmiştir. Kabuk-çekirdek şeklindeki CS1 ve CS2 membranları ise ortak eksenli elektro-eğirme yöntemi ile üretilmştir. Glutaraldehit, C membran yüzeyinde, ani salımı azaltmak için çapraz bağlayıcı ajan olarak kullanılmıştır. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri; C, CS1 ve CS2 nanoliflerin yüzeylerinin pürüzsüz ve homojen olduğunu göstermiştir. Geçirimli elektron mikroskobu (TEM) ise liflerin kabuk-çekirdek yapısına sahip olduğunu doğrulamıştır. Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), AL-SSA nanolifinin, ilaç ile matris arasında hidrojen bağı oluşması nedeniyle ampisilin ile uyum sağladığını göstermiştir. Temas açısı ölçümleri sonucunda ise AL-SSA membranlarının hidrofobik karakterde olduğu görülmüştür. In vitro ilaç salım testleri, C ve GA-C membranlarının Fick taşınımına göre sıfırıncı dereceden kinetik denklemine daha uygun olduğunu; CS1 ve CS2 membranlarının ise başlangıç ani salım aşaması ve sonrasındaki sürekli salım aşamaları ile tipik iki fazlı salım davranışı sergilediğini göstermiştir. AL-SSA kaplı kabuk-çekirdek yapısındaki membranlar tekli elektro-eğrilmiş membranlarla karşılaştırıldığında, ani salım oranlarının daha az, ilaç salım sürelerinin ise daha uzun olduğu görülmüştür. Antimikrobiyal aktivite testleri, ilaç yüklü nanoliflerin gram pozitif Staphylococcus aureus ve gram negatif Escherichia coli'ye karşı inhibisyon bölgeleri oluşturması sonucu, elektro-eğirme işlemi sonrası ilaç etkinliğinin bozulmadığını ve membranlar içerisine yüklenen ilaç miktarının bakteri inhibisyonu için yeterli olduğunu göstermiştir.
Controlled release of ampicillin from coxially electrospun polycaprolactone nanofibers
Controlled release of hydrophilic biological agents is difficult to be achieved with conventional approaches such as single electrospinning. One recent approach for controlled release is production of core-shell fibers via modified coaxial electrospinning. In this study, the application area of this technique was expanded by using it for a hydrophilic drug (ampicillin) which is known to have low compatibility with polycaprolactone (PCL). A partially electrospinnable 4% (w/v) PCL solution was used as a shell fluid in order to create ampicillin-loaded PCL nanofibers shelled by a PCL shield. Scanning electron microscopy and optical microscopy verified that the membranes consisted of nanofibers with core-shell structure. Furthermore, Fourier transform infrared spectroscopy demonstrated that some compatibility might be present between ampicillin and PCL. Finally, drug release studies showed that the drug release kinetics of core-shell products is closer to zero-order kinetics as compared to the products of single electrospinning. Together, these imply that the application area of modified electrospinning in controlled release could be expanded to polymers and drugs with low compatibility.