Drug carriers
52 theses under this subject heading
M13mp18 iskele ipliğinden DNA origami nanodemetlerin geliştirilmesi ve ilaç taşıyıcı olarak kullanımının incelenmesi
Günümüzde nanoteknoloji ve biyomedikal alanınında DNA nanoteknolojisinin konvansiyonel yöntemlerin yerini almakta olduğu ve bu konuda önemli çalışmaların yapıldığı görülmektedir. DNA'nın yapısı gereği komplementerlik arz eden baz çiftlerinde görülen etkileşim özgüllüğü, genomik çalışmalarda DNA'yı bir üst seviyeye taşımıştır. DNA origami multidisipliner bir alandır ve bu alanda üstün nanomalzemeler geliştirilmektedir. DNA nanoyapılar, polimer ve lipid bazlı ilaç taşıyıcı ajanlara kıyasla modülerlik, immün cevabı tetiklememek, biyouyumluluk, biyobozunurluk gibi avantajlar bulundurmaktadırlar. Yaygın olarak kullanılan DNA origami yöntemiyle uzun tek zincirli iskele DNA, yüzden fazla eşlenik kısa 'zımba' zincirle termal tavlama ile katlanarak 2 ve 3 boyutlu DNA nanoyapılar oluşturulmaktadır. Nanotıp ve biyomedikal alanında DNA origami nanoyapılardan antimikrobiyal dirence karşı çözüm üretmede yararlanılmaktadır. Bilindiği gibi enfeksiyon hastalıklarına ve cerrahi müdahale sonrası enfeksiyona neden olan patojen ajanlara karşı çeşitli antibiyotikler kullanılmaktadır. Ancak patojen ajanların antibiyotiklere karşı direnç geliştirmeleri, tedavide ve cerrahi müdahale sonrası enfeksiyonların sağıtımında zorluklar yaratmasının yanında ekonomik yönden de sağlık sistemini sıkıntıya sokmaktadır. Kanser hastalıkları tedavisinde kullanılan ilaç, ameliyat, kemo, radyo ve foto terapiler gibi konvansiyonel yöntemler sağlıklı hücrelere de zarar vermektedir. Ayrıca kanser hastalıkları başta olmak üzere bir çok hastalıkta çeşitli tedavi yöntemleri sonrası hastanın immün sistemi zayıflamakta ve hastanın mikrobiyal enfeksiyonlara karşı direnci düşmektedir. Bu tür hastalarda enfeksiyonları engellemek için etkin antibiyotiğin kullanılması uygulanan kemoterapinin de başarısını arttırmaktadır. Antibiyotik grubundan olan Lantibiyotikler, translasyon sonrası modifiye edilmiş polisiklik peptit antibiyotiklerdir. Lantibiyotiklerden özellikle nisinin FDA onayına sahip olması, etkinliğinin yüksek fakat düşük sitotoksisite göstermesi ve bakteriyel direnç oluşturma olasılığının düşük olması antimikrobiyal direnç kazanmış hastane kaynaklı ve epidemik özellikteki patojenlere karşı diğer antibiyotiklere kıyasla avantajlar sağlamaktadır. Çünkü nisinin çift etki mekanizması göstererek hem mikrorganizmaların hücre duvarı sentezinde lipid-II'ye bağlanarak sentezini inhibe etmekte, hem de hücre zarında porlar oluşturarak hücreyi lizize uğratmaktadır. Bu veriler ışığında yapılan tez çalışmasının ilk aşamasında, a) sadece nisin, b) m13mp18 iskele ipliği kullanılarak üretilen DNA Nano-Yapılara elektrostatik olarak nisin yüklenmiş, c) sadece m13mp18 iskele ipliği kullanılarak DNA Nanoyapılar sentezlenmiş ve bu üç farklı örneğin belli başlı patojen ajan olan metisiline dirençli Staphylococcus aureus (MRSA ATCC 43300) ve vankomisine dirençli Enterococcus faecalis (VRE ATCC 51299)'e karşı antimikrobiyal etkileri incelenmiştir. Bu bağlamda, a) Sadece nisin lantibiyotiğinin faklı konsantrasyonlarındaki denemeleri sonucunda, 2500 nM nisin derişiminde, metisiline dirençli Staphylococcus aureus (MRSA ATCC 43300) suşunda inhibisyonun %97, b) Nisin yüklü DNA nanoyapıda %95 olduğu; vankomisine dirençli Enterococcus faecalis (VRE ATCC 51299) suşunda ise a) sadece nisinli örnekte inhisyon oranının %96, b) nisin yüklü DNA nanoyapıda %91 olduğu, c) her iki patojenin sadece DNA nanoyapı bulunan örneklerinde herhangi bir inhibisyon olmadığı saptanmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında bu patojenlerin IC50 değerleri, metisiline dirençli Staphylococcus aureus (MRSA)'ya karşı sadece nisin için 1051 nM, nisin yüklü DNA nanoyapı için de 1567 nM olarak bulunmuştur. Vankomisine dirençli Enterococcus faecalis (VRE)'ye karşı ise IC50 değerleri incelendiğinde de yine sadece nisin için 1303 nM, nisin yüklü DNA-NY için de 1387 nM olarak bulunmuştur. Nisin kullanılarak MRSA ve VRE'ye karşı elde edilen en yüksek inhibisyon oranları sırasıyla %97 ve %96, literatürdeki %100'ünü inhibe eden miminum inhibisyon konsantrasyonu (MİK) değerleri ile karşılaştırılmış ve yakın değerler bulunmuştur. Çalışmamızın son aşamasında da in-vitro çalışmalar bağlamında, elde edilen nano yapıların hücre kültüründe etkinliğinin araştırılması için iki farklı hücre hattı; insan meme kanseri hücreleri (MCF-7) ve fare fibroblast hücreleri (L929)'ne karşı sitotoksik etkileri incelenmiştir. 2.5 µM konsantrasyonundaki sadece nisin ile MCF-7 hücrelerinin ölüm oranı %45, nisin yüklü DNA-NY ile ise %43'dür. L929 hücrelerine karşı ise 2.5 µM konsantrasyonda nisin hücrelerinin ölüm oranı %8, nisin yüklü DNA-NY'ların ise %17 dir. Çalışmalar sonucunda, geliştirilen nisin yüklü DNA-nanoyapılar antimikrobiyal etkileri ile gerek hastane kaynaklı ve epidemik boyutlarda çoklu ilaca direnç kazanmış patojenlerle mücadelede, gerekse de kanser hücrelerine karşı seçici olarak antikanser özellikleri ile kanser tedavisinde kullanım alanına sahip olacağı saptanmıştır.
Keratokonus tedavisinde Riboflavin'in girişimsel olmayan ("EPİ-ON") teknik ile korneaya taşınması için oküler ilaç taşıyıcı platformların tasarlanması ve in vitro-in vivo değerlendirilmesi
Keratokonus, ilerleyici özellikte ve etkin tedavinin sağlanamaması durumunda kornea nakli ile sonuçlanabilen bir göz hastalığıdır. Hastalığın tedavisi için klinikte en yaygın kullanılan yöntem korneal çapraz bağlama işlemidir. Ancak, riboflavinin kornea epitelinden geçememesi nedeniyle, bu işlemde ilk olarak göz üzerindeki epitel tabakası cerrahi işlem ile kazınarak uzaklaştırılmaktadır. Bu durum hastada birçok komplikasyonlara neden olmaktadır. Bu sorunun üstesinden gelmek için bu tez kapsamında epitel tabakasının kaldırılmasına ihtiyaç duymayan riboflavin (RB) ve riboflavin-5-fosfat sodyum (RT) içeren hidrofilik jel, nanoyapılı lipit taşıyıcı (NLT) ve RB ko-kristal formülasyonları geliştirilmiş ve in vitro, ex vivo ve in vivo olarak değerlendirilmiştir. Ex vivo ilaç geçiş çalışmalarında mannitol içeren ko-kristal formülasyonlarının ve pozitif yüklü RT içeren NLT formülasyonlarının daha yüksek ilaç geçişi sağladığı belirlenmiştir. Ex vivo kornea ilaç tutulumu çalışmalarında RB içeren NLT formülasyonlarının diğer gruplara üstünlük gösterdiği bulunmuştur. İn vivo çalışmalarda RB içeren formülasyonların RT içeren formülasyonlara oranla daha yüksek kornea ilaç konsantrasyonu sağladığı tespit edilmiştir. İn vivo biyomekanik çalışmalarda geliştirilen formülasyonlardan en ümit verici olanın RT ve Transcutol P içeren (THJ-TP) termosensitif jel formülasyonu olduğu tespit edilmiştir. Bu formülasyonun 15 dakikada bir uygulanmasına rağmen, her iki dakikada bir uygulanan ve "epi-on" (epitel kazınmadan) yönteme uygun olarak geliştirilmiş ticari preparat olan MedioCROSS TE'den istatistiksel olarak anlamlı şekilde daha etkin olduğu tespit edilmiştir.
Bakteriyel keratit tedavisine yönelik besifloksasin yüklü oküler insertlerin elektro-eğirme yöntemi ile geliştirilmesi ve değerlendirilmesi
Bakteriyel keratit, gözde farklı patojenlerin neden olduğu inflamasyon ile karakterize, tedavinin gerçekleşmediği durumlarda ise ciddi görme kayıplarına ve hatta körlüğe neden olabilen bir hastalıktır. Bu tez çalışmasında besifloksasin HCl (BH) içeren nanolif yapıda insert formülasyon grupları bakteriyel keratit tedavisi için oküler ilaç taşıyıcı sistem olarak in vitro, ex vivo ve in vivo olarak değerlendirilmiştir. BH içeren insert formülasyonları Poli (kaprolakton) / polietilen glikol (PKL/PEG) polimeri kullanılarak elektro-eğirme yöntemiyle hazırlanmıştır. Formülasyonlara mukoadezif özellik kazandırılması amacıyla insertler sodyum aljinat (SA) veya tiyollenmiş sodyum aljinat (TSA) ile kaplanmıştır. Siklodekstrin (Cyc)'lerin oküler penetrasyon artırıcı özelliklerinden faydalanmak amacı ile bir grup formülasyonda BH yerine BH-Cyc kompleksi kullanılmıştır. In vitro ilaç salım çalışmalarında, nanolif yapıda insertlerin ilk iki gün içinde bir patlama salımı ve ardından yavaş bir salım profili gösterdiği tespit edilmiştir. İnsert yüzeylerinin SA ve TSA ile kaplanmasıyla formülasyonların biyoadezyon özelliklerinin arttığı belirlenmiştir. Ex vivo ilaç permeasyon çalışmalarında, geliştirilen formülasyonlar arasında BH-Cyc kompleksi içeren formülasyonun en yüksek ilaç geçişine sahip olduğu tespit edilmiştir. In vivo çalışmalardan elde edilen veriler Yeni Zelanda albino tavşan gözlerinde oluşturulmuş bakteriyal keratit modelinde, hem TSA kaplı insertlerin hem de BH-Cyc kompleksi içeren insertlerin tek doz uygulama sonrasında bile çoklu doz uygulaması yapılan ticari göz damlası (Besivance®)'na benzer şekilde bakteriyal keratiti etkili bir şekilde tedavi edebildiğini göstermiştir.
Beyı̇ne hedeflendı̇rı̇lmı̇ş bevası̇zumab yüklü nanopartı̇küler ı̇laç taşıyıcı sı̇stemlerı̇n hazırlanması ve etkı̇nlı̇klerı̇nı̇n değerlendı̇rı̇lmesı̇
Bu çalışmada, Bevasizumab'ın (BVZ) beyne hedeflendirilmesi amacıyla, kan-beyin endotelinde eksprese olduğu bilinen transferrin reseptörlerine (TfR) spesifik bağlanan Anti-CD71 antikorları ile konjuge edilmiş poli (laktik-ko-glikolik asit)- Poli etilen glikol (PLGA-PEG) nanopartiküller hazırlanmıştır. Konjugasyon basamağında, sentezlenen Oleil Sisteinamid (OCA) molekülü kullanılmıştır. Anti-CD71 antikoru konjuge edilen nanopartiküllerin kontrol grupları olarak, Anti-CD71 ile aynı yapıda ancak reseptöre spesifik olmayan İzotip Kontrol antikorları konjuge edilmiş nanopartiküller kullanılmıştır. BVZ, aktif hedeflendirilmiş nanopartiküllere yüklenerek enkapsülasyon etkinliği ve salım özellikleri değerlendirilmiştir. Hücre kültürü çalışmaları bEnd.3 ve hCMEC/D3 endotel hücreleri ve U87 glioma hücreleri üzerinde gerçekleştirilmiştir. Bu üç hücre hattında hazırlanan ilaç taşıyıcı sistemin sitotoksisitesi araştırılmıştır ve antikorlar ile antikor konjuge nanopartiküllerin bu hücrelerin yüzeyindeki TfRlere bağlanma afiniteleri araştırılmıştır. KBB'den geçiş aşamasında, ilaç taşıyıcı sistemin reseptör aracılı endositozunun gerçekleşeceği bEnd.3 ve hCMEC/D3 hücreleri ile hücre içerisine alım çalışmaları gerçekleştirilmiş ve oluşturulan monokültür transitoz deneyleri ile BVZ'nin in vitro KBB'den geçişi gösterilmiştir. Nil kırmızısı yüklenmiş nanopartiküllerin, KBB'yi geçişi in vivo deneylerle araştırılmış ve floresan mikroskop ile gösterilmiştir. Nude farelerde in vivo GBM modeli geliştirilmiş ve ilaç yüklenmiş kontrol grupları ile ilaç yüklenmiş Anti- CD71 antikoru konjuge edilmiş nanopartikül gruplarının etkinlikleri karşılaştırılmıştır. BVZ yüklü ve aktif hedeflendirilmiş nanopartiküllerin verildiği fare grubu, diğer fare gruplarına göre daha uzun süre hayatta kalmıştır.
Karaciğerdeki ilaç dispozisyonu üzerine rifampisinin etkisinin incelenmesi ve farmakokinetik modelleme
Taşıyıcı aracılı farmakokinetik hepatik ilaç dispozisyonu ve ilaç-ilaç etkileşimleri için önemli belirleyici mekanizmalardan biridir. Hepatosit membranlarında yer alan çeşitli influx taşıyıcılar arasında hepatik organik anyon taşıyıcı polipeptidler (OATP'ler) ilaç geliştirme sürecinde değerlendirilmesi gereken ve klinik olarak önemli ana taşıyıcılardır. Bu tezin amacı in situ sıçan karaciğer perfüzyonu yöntemi kullanarak OATP/Oatp inhibitörü rifampisin varlığında ve yokluğunda pitavastatinin hepatik dispozisyonunun incelenmesi ve endojen biyobelirteçler olan koproporfirin I ve koproporfirin III'ün izlenmesidir. Perfüzat, karaciğer dokusu ve safradan toplanan örnekler valide edilmiş biyoanalitik yöntemler ile analiz edilmiştir. Pitavastatinin hepatik ve safra klerensleri ile hepatik biyoyararlanımı modelden bağımsız yöntem kullanarak tayin edilmiştir. Karaciğer ve safrada pitavastatin ve endojen biyobelirteçler arasında kabul edilebilir bir korelasyon bulunmuştur. Pitavastatinin hepatobiliyer dağılımını simüle etmek ve iki koşulda (rifampisin varlığında ve yokluğunda) elde edilmiş verilerin eş zamanlı analizi ile pitavastatinin hepatik alım ve safra klerenslerini tayin etmek için perfüzat, karaciğer ekstraselüler, karaciğer intraselüler ve safra kompartmanlarından oluşan bir mekanistik kompartman modeli geliştirilmiştir. Karaciğer dışı değişkenlerin dahil edilmediği mevcut dinamik model, pitavastatinin sıçan karaciğerindeki dispozisyonunun karakterize edilmesinde iyileştirilmiş klerens kestirimleri sunmaktadır.
Nanoteknolojinin farmasötik uygulamalarda kullanımının ve nanopartiküllerin toksik etkilerinin değerlendirilmesi
Nanoteknoloji nano ölçekteki yapıların elektronik, manyetik, mekanik vb. teknolojik alanlarda kullanımını ifade eden bir kavramdır. Nanoteknolojinin tıp ve farmasötik alanlarında kullanımıyla da nanotıp ve nanofarmasötik kavramları hayatımıza girmiştir. Nano yapıların özgün özelliklerinden yararlanmak üzere geliştirilen nanofarmasötikler teşhis, tedavi ve teranöstik uygulamalarda oldukça etkin sonuçlar vermektedir. Yapılan çalışmalarda farklı uygulama yolları, farklı dozaj şekilleri için farklı malzemelerden yapılmış nanofarmasötikler kullanılmaktadır. Çalışma sonuçları özellikle teşhis ve tedavi etkinliğinin artmasında; yan etkilerin azalmasında nanofarmasötiklerin umut verici olduğunu göstermektedir. Ancak nanofarmasötiklerin toksisitesi önemli bir sorun olarak karşımıza çıkmaktadır. Nanoyapıların fizikokimyasal özellikleri toksik özellikleri üzerinde doğrudan etkilidir. Aynı malzemenin makro formunun toksik olmadığı durumlarda dahi nano formunun küçük partikül boyutu, yüksek yüzey alanı gibi özellikler sebebiyle toksik olabildiği; ayrıca toksik etkinin birçok değişkenden etkilendiği tespit edilmiştir. Dolayısı ile her bir uygulama için ilgili nanofarmasötiğin toksisitesini tayin etmek, yapının güvenilir şekilde karakterize edilmesini ve standart toksisite test yöntemlerinin uygulanmasını gerektirir. Ancak çalışmamız kapsamında belirlendiği üzere karakterizasyon ve toksisite testleri için ulusal veya uluslararası düzenleyici otoriteler tarafından nanofarmasötiklere özel standartlar tanımlanmamıştır. Bu durum literatürde yer alan çalışma sonuçları arasındaki varyasyonların nedenini açıklamaktadır ve nanofarmasötik türlerinin toksik etkileri ve nedenleri konusunda genelleme yapmayı olanaksız kılmaktadır. Ancak nanofarmasötiklerin toksik özelliklerinin çok sayıda parametreden etkilendiği göz önünde bulundurularak sağlam bir karakterizasyon yöntemi geliştirilmeli ve temsil edicilik açısından iyi tasarlanmış yöntemler ile toksisite değerlendirmeleri yapılmalıdır. Anahtar Kelimeler: nanotıp, ilaç hedeflendirme, ilaç taşıma, toksisite.
Hedeflendirilmiş antikanser ilaç yüklü polimerik nanotaşıyıcıların formülasyonları ve karakterizasyonları
Kanser kemoterapisinde kullanılan ilaçların hastalıklı bölge ile sağlıklı bölge arasında bir ayrım gözetmeden dağılımı, sağlıklı dokunun da zarar görmesine neden olmaktadır. Hedeflendirilmiş ilaç taşıyıcı sistemler ile kanser tedavisinde kullanılan ilaçların seçici bir şekilde hastalıklı bölgede biriktirilmesi ve bu şekilde sağlıklı dokuların zarar görmemesi amaçlanmaktadır. Doksorubisin kardiyotoksisite gibi ciddi yan etkileri olan antikanser bir ilaçtır. Bu çalışmada meme kanseri hücrelerini hedefleyen peptit-18 ligandı konjuge edilmiş pH duyarlı polimerik misellere doksorubisinin enkapsüle edilmesi ile pasif ve aktif hedeflendirilmiş yeni bir ilaç taşıyıcı sistemin formülasyonu ve karakterizasyonunun yapılması amaçlanmıştır. "Görünmezlik etkisi" ve biyouyumluluk özellikleri nedeniyle, polimerik misellerin formülasyonunda poli (2-etil-2-oksazolin), poli (etilen glikol) 'e alternatif olarak kullanılmıştır. pH duyarlı gruplar olan poli(2-etil-2-oksazolin) ve katyonik poli(etilenimin) polimerlerini yapısında barındıran poli(2-etil-2-oksazolin)-b-poli(ε-kaprolakton) ile poli(2-etil-2-oksazolin)-ko-poli(etilenimin)-b-poli(ε-kaprolakton) polimerleri kullanılarak hazırlanan doksorubisin enkapsüle edilmiş miseller, kritik misel konsantrasyonu, misel büyüklüğü, zeta potansiyel, enkapsülasyon etkinliği, in vitro salım, kolloidal stabilite çalışmaları ile karakterize edilmişlerdir. Hazırlanan formülasyonlar hücre kültüründe L929 fibroblast hücreleri ile biyouyumluluk açısından değerlendirilmiş, MCF-7 ve SKBR-3 meme kanseri hücreleri ile antikanser etkinlikleri açısından değerlendirilmişlerdir. Bu çalışmada hazırlanan polimerik miseller yüksek miktarda doksorubisini enkapsüle edebilen, nötral koşullarda (pH 7,4, kan dolaşımı) kararlı iken, asidik koşullarda (tümör dokusu ve hücreleri) daha yüksek doksorubisin salımı sağlayan, MCF-7 ve SKBR-3 meme kanseri hücreleri üzerinde antikanser etkisi gösterilmiş, pasif ve aktif hedeflendirilmiş formülasyonlardır. Elde edilen sonuçlar, daha etkin bir kanser tedavisinde kullanılma potansiyeli olan, yeni bir ilaç taşıyıcı sistemin geliştirildiğini ortaya koymuştur. Anahtar kelimeler: Polimerik miseller, doksorubisin, hedeflendirilmiş sistemler, poli(2-etil-2-oksazolin), hücre kültürü
Küçük hücreli dışı akciğer kanser hücrelerine hedeflendirilmiş kombine ilaç içeren teranostik lipozomların etkinliğinin izlenmesi
Kanser, dünya genelindeki temel sağlık sorunlardan biri olup, akciğer kanseri kanser türleri arasında insidans ve mortalite oranı en yüksek kanser tipidir. Rutinde akciğer kanserinin teşhis ve görüntülemesinde kullanılan akciğer grafisi, bilgisayarlı tomografi, manyetik rezonans ve nükleer görüntüleme yöntemleri gibi pek çok yöntem mevcut olsa da, bu yöntemler erken teşhis konusunda yetersiz kalmaktadır. Öte yandan, akciğer kanserinin tedavisinde kliniklerde en sık kullanılan tedavi yöntemleri cerrahi, radyoterapi ve kemoterapidir. Bunların arasında cerrahi; akciğer kanserini tedavi etmedeki en etkili yöntem olmakla birlikte, sadece erken evrelerde uygulanabilmektedir. Cerrahi işleme uygun olmayan erken evreli akciğer kanserine sahip hastalarda radyoterapi tercih edilen tedavi seçeneğiyken, ileri evreli hastaların tedavisinde kemoterapiye başvurulmaktadır. Kemoterapötik ilaçların, tümöre spesifik olmayıp, ciddi sistemik toksik etkilere sebep olması tedavideki en büyük sorunlardan birini oluşturmaktadır. Kanser tedavisinde sıklıkla kullanılan kombine terapi, monoterapinin toksik etkilerini azaltma, farklı etki mekanizmalarını hedefleme gibi pekçok avantaja sahiptir. Bu bilgilerden yola çıkılarak, çalışmamızda, lipit tabakada paklitaksel, sulu çekirdekte vinorelbin hapsedilmiş, nanoboyutlu lipozom formülasyonları hazırlanmıştır. Bu formülasyonlar küçük hücreli dışı akciğer kanser hücrelerindeki folat reseptörlerine aktif ve/veya pasif hedeflendirilmiş ve 99mTc ile radyoaktif olarak işaretlenmiştir. Ardından karakterizasyon çalışmalarında lipozomların in vitro çalışmalar için uygun profilde olduğu, sahip oldukları partikül boyutu (pasif hedefliler için 150 nm civarı, aktif hedefliler için 180 nm civarı), PCX için %15 ve VNB için %20 civarındaki enkapsülasyon etkinliği ile -10 mV civarındaki zeta potansiyelleri ile gösterilmiştir. Stabilite çalışmalarında 4oC'de ağzı sıkı kapalı kaplarda yaklaşık 45 gün stabil kalan lipozom formülasyonlarının, A549, H1299, LLC-1 hücre hatlarındaki in vitro tutulum çalışmalarının sonuçları ve sitotoksisite profilleri değerlendirilmiştir. Alınan akım sitometri ve MTT analiz sonuçlarından, hücre hatlarında etkin bir biçimde tutuldukları ve sitotoksisite gösterdikleri görülmüştür. Akciğer kanseri tümörü taşıyan farelerde gerçekleştirilen biyodağılım analizi sonucunda, 99mTc ile radyoişaretli, folat ile aktif hedefli kombine ilaç hapsedilmiş lipozom formülasyonunun, aktif hedefli olmayan formülasyona göre tümör dokusunda daha yüksek oranda tutulduğu görülmüştür. Ayrıca, folat ile aktif hedefli kombine ilaç hapsedilmiş lipozom formülasyonunun tedavi etkinliği, serbest ilaç kombinasyonu ve kontrol grubu olarak anti-kanser ilaç içermeyen lipozom formülasyonu karşısında yüksek bulunmuştur. Bunlara ek olarak, vücut ağırlığı dikkate alınarak yapılan toksisite çalışmasında, lipozomal formülasyonun serbest ilaç kombinasyonuna göre daha düşük toksisite gösterdiği görülmüştür.
Farklı nanopartiküler sistemler ve polimerik nanofiberler ile hazırlanan kombinasyon ürünlerinin geliştirilmesi
Bu tez çalışmasında, yara iyileşmesinde kullanılmak üzere modüler yapı gösteren, hastaya ve yaraya göre birlikte sunulabilecek kombine sistemler hazırlanmıştır. Bu amaçla, tabaka tabaka kaplama yöntemi kullanılarak melatonin yüklü çok katlı nanopartiküller, elektro-çekim yöntemi ile nanofiberler hazırlanmıştır. Hazırlanan nanofiberler fibronektinin 9'uncu ve 10'unci Tip III tekrarından oluşan FNIII9*10 rekombinant peptit dizisi ile modifiye edilerek işlevselleştirilmiştir. Çok katlı nanopartiküllerin FNIII9*10 ile işlevselleştirilen nanofiberler ile birleştirilmesi ile kombine yara bakım ürünleri hazırlanmıştır. Tabaka tabaka kaplama yöntemi ile iki farklı yöntem kullanılarak ve üç farklı çekirdek malzeme ile çalışılarak çok katlı nanopartiküller hazırlanmıştır. Bu amaçla gümüş nanopartiküller ve poli(laktik asit-ko-glikolik asit) (PLGA) nanopartiküller ile çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Melatonin'in hem çekirdeğe hem de tabakalara yüklenmesi çalışmaları ayrı ayrı denenmiştir. En yüksek melatonin enkapsülasyonu %11.44 oranı ile PLGAMEL1 kodlu nanopartiküller ile elde edilmiş ve kitozan ile kaplanmıştır. Önerilen kitozan kaplı melatonin yüklü PLGA çok katlı nanopartiküllerinin (PLGAMEL1/CHI) 0.15 partikül büyüklüğü dağılımına ve 280 nm partikül boyutu büyüklüğüne sahip küresel yapılar olduğu, fosfat tamponu içerisinde +56 mV zeta potansiyel değeri gösterdikleri tespit edilmiştir. In vitro salım çalışmaları bu sistemden melatoninin 3 saatte tamamen salındığını göstermiştir. Elektro-çekim yöntemi ile polietilenoksit (PEO), polivinil alkol (PVA) ve polikaprolakton (PCL) polimerleri ile nanofiberler elde edilmiştir. PCL nanofiberleri FNIII9*10 rekombinant peptidi ile modifiye edilerek işlevselleştirilmiştir ve protein miktar tayini çalışmaları ile %53.9 oranında peptidin PCL nanofiberlere tutunduğu tespit edilmiştir. Melatonin yüklü PCL nanofiberleri hazırlanmış ve bu formülasyon ile 5 günlük in vitro salım çalışması gerçekleştirilmiştir. 4°C, 25°C %60 nem ve 40°C %75 nem koşullarında 2 ay boyunca etkin madde miktarnda bir değişiklik gözlenmeyen melatonin yüklü PCL nanofiberlerin, melatonin yüklü PLGA nanopartiküllere göre melatonini daha yavaş saldığı tespit edilmiştir. Sonuç formülasyon olarak, FNIII9*10 peptidi ile işlevseleştirilmiş PCL nanofiberleri üzerine kitozan kaplı ve melatonin yüklü PLGA nanopartikülleri eklenerek liyofilizasyon işlemi sonucu kombine yara örtüsü elde edilmiştir. Melatonin yüklü PCL nanofiberleri ve FNIII9*10 ile işlevselleştirilmiş PCL nanofiberleri de son formülasyonlar olarak değerlendirilmiş, bu üç formülasyon ile hücre kültüründe etkinlik çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Hücre kültürü çalışmaları ile MRC-5 insan akciğer fibrolastlarında melatonin'in proliferatif etki gösteren dozunun 125 µM'dan başladığı tespit edilmiştir. Buna göre 250 µM melatonin içeren formülasyonlar hazırlanarak insan deri fibroblast BJ hücre hattı ve insan immortalize keratinosit HACAT hücre hattında biyouyumluluk çalışması gerçekleştirilmiş ve önerilen formülasyonların bu hücre hatlarında herhangi sitotoksik bir etki göstermediği ve proliferasyonu kontrole göre artırdığı tespit edilmiştir. Hücrelerin nanofiberlere adezyonu floresan mikroskobu ve SEM ile alınan görüntüler ile gösterilmiştir. 2-kuyucuklu silikon insertler kullanılarak hücre kültüründe yara kapama deneyi hücre kültürü plakaları üzerinde formülasyonlarda kullanılan FNIII9*10, melatonin ve bu iki maddenin bileşiminin çözeltileri ile gerçekleştirilmiştir. 24 saatlik çalışma sonucunda sadece FNIII9*10 ve FNIII9*10 ve melatonin uygulanan hücrelerde oluşturulan yara modelinin tamamen kapandığı gözlenmiştir. Sonuç olarak, ESM'yi, hem fiziksel olarak hem de içeriğindeki maddeler ile biyokimyasal olarak taklit eden kombine yara bakım ürünleri başarılı bir şekilde hazırlanmış ve yapılan in vitro hücre kültürü çalışmaları ile etkinlikleri gösterilmiştir.
Valsartanın oral yolla kullanımı için kendiliğinden emülsifiye olabilen sistemlerinin hazırlanması ve in vivo-in vitro değerlendirilmesi üzerine çalışmalar
Birçok kardiyovasküler hastalık yüksek kan basıncına bağlı gelişmektedir. Yüksek kan basıncı sakatlık ve erken ölüm için, özellikle endüstrileşmiş ülkelerde en büyük risk faktörlerinden biridir. Dolayısıyla antihipertansif tedavi, hipertansiyonla yüksek ölüm oranına sahip hastalarda kardiyovasküler komplikasyon riskini azaltır. Valsartan, yüksek seçiciliğe sahip ve oral yoldan aktif anjiyotensin II tip I reseptör antagonist grubuna dahil antihipertansif bir ilaçtır. Valsartanın anjiyotensin II tip I reseptörüne afinitesi, anjiyotensin II tip II reseptörüne olan afinitesinden yaklaşık 20000 kat fazladır. Bu sayede kan damarlarında gevşemeye ve kan basıncında düşmeye sebep olur. Valsartan oral alımdan sonra hızla absorbe olur fakat yetersiz ve dengesiz biyoyararlanıma sahip olmasından dolayı oral biyoyararlanımı yaklaşık %25'tir. Gastrointestinal kanalın üst kısmından absorbe olur ve buranın asidik ortamı nedeniyle de bu bölgede az çözünür. Ayrıca karaciğerde ilk geçiş etkisine uğrar ve yemek etkisiyle de biyoyararlanımı azalan ilaçlar arasında yer alır. Valsartanın düşük çözünürlük ve biyoyararlanım sorununun üstesinden gelebilmek için literatür de birçok çalışma yapılmıştır. Bunlar arasında katı dispersiyonlar, siklodekstrin kompleksleri, mikrokapsül formülasyonları, kendiliğinden emülsifiye olabilen sistemler yer almaktadır. Tez çalışmamda, farklı olarak, valsartanın değişik lipid bazlı ilaç taşıyıcı sistemleri geliştirilerek, bu formülasyonlar birbiri içinde kıyaslanmıştır. Sonuç olarak, düşük çözünürlük ve biyoyararlanmın gösteren valsartan için ideal bir ilaç taşıyıcı sistem önerilmiştir. Bilindiği gibi, hipertansiyon tedavisinde valsartan tek başına artan dozlarda kullanıldığı gibi, tedavinin yetersiz olduğu durumlarda kombinasyon tedavileri de kullanılmaktadır. Ancak günümüzde uygulanan sağlık tedbirleri gereği, antihipertansif kombine formlar son çare olarak reçetelenmektedir. Bu nedenle de yüksek seçiciliğe sahip ve pazar payı yüksek olan valsartanın, biyoyararlanım problemini aşacak şekilde yenilikçi bir formülasyon ile yeniden formüle edilmesi oldukça önemlidir. Böylelikle önerilen bu yeni formülasyon ile hastaların hem tedaviye uyuncu artacak hem de valsartan içeren kombine formülasyonlara gereksinimi azalarak ilaç sarfiyatı düşecek ve sağlık harcamalarına da olumlu bir katkı sağlaması söz konusu olacaktır.
Alzheimer tedavisinde kullanılmak üzere oral nanotaşıyıcların hazırlanması ve in vitro değerlendirilmesi
Bu çalışmanın amacı, asetilkolinesteraz inhibitörü olan donepezil etkin maddesinin oral yoldan kullanılabilen nanopartikül formülasyonları geliştirmektir. Bu amaçla, donepezilin başta Alzheimer tedavisinde etkisi olduğu gösterilen hindistancevizi yağı olmak üzere farklı katı ve sıvı yağlar, yüzey etkin madde, yardımcı yüzey etkin madde ile oluşturulan mikroemülsiyon yöntemiyle hazırlanmış nano yapılı lipit taşıyıcıları ve yüksek devirli homojenizasyon yöntemiyle hazırlanmış katı lipit nanopartikül formülasyonları, film oluşturma yöntemiyle hazırlanmış lipozom formülasyonları geliştirilmiştir. Karakterizasyon sonuçlarına dayanarak optimize edilen nano yapılı lipit taşıyıcı ve lipozom formülasyonları ile çalışmaya devam edilmiştir. Donepezil yüklenen formülasyondan donepezil salımı in vitro olarak diyaliz membran kullanılarak incelenmiştir. Mide ve barsak ortamında salımları takip edilmiştir. Bununla beraber hücre kültürü ve sitotoksisite çalışmaları da tamamlanmıştır. İdeal olarak belirlenen ve in vitro çalışmaları yapılan formülasyonun fizikokimyasal özellikleri araştırılmıştır. Bu amaçla pH , vizkozite, partikül büyüklüğü, zeta potansiyeli, partikül büyüklüğü dağılımı tayinleri yapılmış ve stabiliteleri incelenmiştir. Tüm bu bilgiler ışığında donepezil yüklü NLT ve lipozom formülasyonlarının kontrollü salım yaparak dozlamayı ve olası yan etkileri azaltacağı, Alzheimer hastalığı tedavisinde oral yoldan daha etkin bir tedavi sağlayacağı düşünülmekte ve önerilmektedir. Anahtar Kelimeler: Al heimer hastalığı; nano apılı lipit ta ı ıcı; lipozom; donepezil
Polimerik misel içeren ilaç taşıyıcı sistemlerin dermal formülasyonlarının doku onarımı üzerine etkilerinin incelenmesi
Yaralar günümüzde hala tamamen geçici değildir. Diyabetik yaralar, bası yaraları, yanık yaraları günümüzde en zor iyileşen yara tipleridir. Bu nedenle bilim dünyası bu konudaki araştırmalarını devam ettirmektedir. Bu amaçla, bilindiği üzere 2. ve 3. derece yanıklarda enfeksiyon önleyici özelliği olan gümüş sülfadiazin antibakteriyel etkin maddesi ve biyopolimer olan kitosan kullanılarak doğrudan ekleme yöntemi ile polimerik miseller oluşturulmuştur. Kitosan, etkin madde yükleme kapasitesini arttırmak için depolimerize edilmiştir. Oluşturulan polimerik miseller dondurarak kurutma yöntemi ile liyofilize edilmiştir. Jel olusturmak için noniyonik, hidroksipropil metilselüloz polimeri kullanılmıştır. Oluşturulan jel formülasyonunun içerisinde liyofilize polimerik misel disperse edilmiştir. Böylelikle, polimerik misel içeren jel formülasyonu elde edilmiştir. Depolimerize edilen kitosanın karakterizasyonu için, molekül ağırlığı ve elementel analiz yapılmış, elementel analizden elde edilen bilgiler yardımıyla deasetilasyon derecesi hesaplanmıştır. Aynı zamanda hazırlanan liyofilize polimerik misellerin miktar tayini, partikül boyutu ve dağılım analizi, mikroskobik incelemesi, hazırlanan jel formülasyonlarının ise; reolojik özellikleri, in vitro ilaç salım çalışması, antibakteriyel aktivite gibi karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır.
Star shaped reactive polymeric nanocarriers
Thermoresponsive drug delivery has gained much attention in recent years, due to solutions it offers to problems related to conventional drug delivery. Among polymeric architectures used in drug delivery, star shaped ones have some superior properties which make them a better choice as a drug delivery system when compared to their linear analogues. So, a star shaped reactive polymeric nanocarrier which releases its content in response to change in temperature can be an attractive candidate for drug delivery purposes. In this study, 4-arm and 6-arm star shaped reactive polymers which contain pendant furan groups at their side chains are synthesized by atom transfer radical polymerization (ATRP). These furan groups are then functionalized by ethylmaleimide and a fluorescent dye BODIPY-maleimide as a model compound via Diels-Alder reaction. The thermoreversible nature of Diels-Alder reaction makes it a suitable choice for functionalization, since the release of the molecules is possible by retro Diels-Alder reaction of the endo product at physiological temperature.
Ayçiçeği tablasından kimyasal aktivasyonla hazırlanan aktif karbonların ilaç salımında kullanılabilirliğinin araştırılması
Gelişen ilaç sanayisinde yeni bir etken maddenin geliştirilmesi ve kullanılabilir düzeye getirilmesi yıllar sürecek bir zamana ve ciddi maliyetlere gereksinim duyduğundan, var olan etken maddelerin efektif kullanılmasına yönelik çalışmalar her zaman daha ilgi çekici olmuştur. Bu nedenle, doğal polimerlerin kısıtlılığı ve sentetik polimerlerin birçoğunun biyouyumlu ya da biyobozunur olmayışı ilaç sanayisinde kullanılabilecek alternatif biyomalzemelerin arayışına yol açmıştır. Aktif karbon, yüksek spesifik yüzey alanına, eşsiz gözenek yapısına ve güçlü adsorpsiyon kapasitesine sahip biyouyumlu bir adsorbandır. Bu tez çalışmasında, ayçiçeği tablasından farklı karbonizasyon sıcaklığı ve farklı aktivasyon ajanı oranlarında ZnCl2 ve H3PO4 kullanılarak kimyasal aktivasyon yöntemi ile aktif karbon elde edilmiştir ve kontrollü ilaç salım sistemlerinde kullanılabilirliği araştırılmıştır. Aktif karbonların yüzey alanı ve gözenek boyutu dağılımları BET spesifik yüzey alanı tayini, fonksiyonel grupları ve yapısal karakterizasyonu Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi, yüzey morfolojileri taramalı elektron mikroskobu, termal kararlılıkları termal gravimetrik analiz ve yüzey yükleri ve zeta potansiyeli değerleri nanozetasizer cihazları ile karakterize edilmiştir. Elde edilen verilere göre, 1327 m2/g en yüksek yüzey alanına sahip aktif karbon kütlece 3/1 (kimyasal ajan/biyokütle) oranında ZnCl2 kimyasal aktivasyonu ile 700 °C'de karbonize edilerek sentezlenmiştir. Sentezlenen aktif karbon örneğinin farklı pH ve farklı sıcaklıklarda ilaç adsorpsiyon kapasitesi incelenmiştir ve pH=4 ve 50 °C sıcaklıkta 715,95 mg/g maksimum tetrasiklin adsorpsiyonu gösterdiği bulunmuştur. İlaç yüklü aktif karbon örneğinden PVA ile nanokompozit ve blend oluşturularak, hem aktif karbon örneğinin hem de PVA/Aktif karbon karışımlarının in vitro tetrasiklin salım profilleri pH 7.4'te 37 °C'de incelenmiştir. Aktif karbon örneğinde ilaç etken maddesinin %70'inin 15 gün sonunda salındığı bulunmuştur.
Burundan beyne ilaç uygulamaları için ilaç taşıyıcı sistemlerin geliştirilmesi ve in vitro değerlendirilmesi
Bireyin hayat kalitesini düşüren, hem duygu ve düşünce hem de davranış bozukluklarına yol açan bir duygu bozukluğu olan depresyon dünya çapında yaklaşık 265 milyon insanı etkileyen bir hastalıktır. Depresyon tedavisine yönelik ilaçların çoğu, çeşitli mekanizmalarla sinapslarda monoaminlerin kullanılabilirliğini artırmaktadır. Bununla birlikte, antidepresanların terapötik etkinliği, beyindeki etki bölgesinde sürekli ve uzun süreli mevcudiyetlerine bağlıdır. Günümüzde antidepresanlar genellikle oral yol ile kullanılmaktadır. Ancak istenen etkiyi elde etme yolunda birçok engele sahiptir. Bunlar; düşük emilim, karaciğerden ilk geçiş etkisine bağlı zayıf biyoyararlanım, ilaç toksisitesi ve doza bağlı yan etkileri içermektedir. Ayrıca depresyon hastalarının tedavi süreçlerinde başarısızlığın bir diğer sebebi de ilaçların merkezi sinir sistemine iletilmesini önleyen kan beyin bariyerinin varlığıdır. İntranazal uygulamalar, tüm bu zorlukların aşılmasında etkili ve uygulanabilir bir alternatif olarak düşünülmektedir. Burundan beyne doğrudan hedeflendirilen nanopartiküler ilaç taşıyıcı sistemler etkin maddenin hedef bölgeye doğrudan hızlı bir şekilde iletilmesini ve dolayısıyla bu hastalıkların tedavisinde etkinliğin artırılmasını sağlamaktadır. Bu tez çalışmasında; model bir etkin madde olarak seçilen, selektif serotonin geri alım inhibitörü olan paroksetinin, lipid-polimer bazlı nanopartiküler ilaç taşıyıcı sistemleri hazırlanmıştır. Hazırlanan formülasyonların karakterizasyonu, stabilitesi ve in vitro salım özellikleri tayin edilerek optimum formülasyonlar belirlenmiştir. Saf etkin madde ve seçilen paroksetin içeren nanopartiküllerin sitotoksik etkileri ve permeabiliteleri Caco-2 hücre hattı üzerinde gerçekleştirilen hücre kültürü çalışmaları ile değerlendirilmiştir.
Reduced graphene oxide embedded polymeric nanofibers for thermo-responsive drug delivery systems
In recent years, nanofibers have become popular in biomedical applications because of their distinctive qualities, such as the large surface area to volume ratio, porosity, and appreciable mechanical strength. Electrospinning is the most widely utilized method to manufacture nanofibers due to its straightforward setup and cost-effective production. Fabricated nanofibers can be modified with different functional groups to impart characteristic properties and enable their application. In recent years, 'click' chemistry transformations have been preferred to functionalize nanofibers. In this thesis, clickable copolymers were synthesized to generate furan functionalized polymeric nanofibers with the help of electrospinning. Morphological features of the produced nanofibers were characterized with SEM. Reduced graphene oxide (r-GO) was embedded into the nanofiber during electrospinning to provide a photothermal property to the fibrous material. Irradiation of r-GO-containing materials with near-infrared (NIR) light results in the conversion of the light into heat and increases the temperature of the surface of the fibrous substrate. Doxorubicin (DOX) was modified with a maleimide functional group to enable Diels-Alder (DA) cycloaddition between furan-functionalized nanofibers and maleimide-modified drug molecules. After successfully conjugating the drug molecule, exposing drug conjugated nanofiber to NIR light leads to retro Diels-Alder (rDA) reaction resulting in drug release thanks to rapid light-to-heat conversion
Plasenta kaynaklı mezenkimal kök hücrelerden eksozomların izolasyonu, karakterizasyonu ve ilaç taşıyıcı sistem olarak etkinliğinin araştırılması
Amaç: Mezenkimal kök hücreler (MSC), kendi kendini yenileme yeteneğine sahip doku kaynaklı hücrelerdir ve çeşitli hücre soylarına farklılaşabilirler. Plasenta, fetal toleransı koruyan ve zengin bir MSC rezervuarı oluşturan geçici bir organdır. MSC'ler invaziv prosedürler olmaksızın plasentadan kolayca izole edildiğinden, kullanımları etik kaygılara yol açmaz. Büyüme faktörleri, sitokinler, kemokinler, mikroveziküller (200-1000 nm çap) ve eksozomlar (40-200 nm çap) gibi ekstrasellüler vezikül salgı proteinleri dahil olmak üzere MSC'lerin sekretomunun, MSC'lerin terapötik özelliklerinin çoğunu sergilediği gösterilmiştir. Bu çalışmanın amacı, plasenta kaynaklı mezenkimal kök hücrelerden salınan eksozomların, dosetaksel (DOC) ile fonksiyonel hale getirilerek serviks kanseri tedavisinde etkisinin araştırılmasıdır. Gereç ve Yöntem: Tip I kollajenaz ile doku inkübasyonu sonucu MSC'ler plasentadan izole edildi. İzole MSC'leri tanımlamak için CD44, CD90, CD105 ve CD34 kullanıldı. Eksozomlar, her 48 saatte bir, ultrasantrifüj yöntemi kullanılarak MSC açlık ortamından izole edildi. Santrifüjlemeden sonra, eksozom pelletleri PBS içinde yeniden süspanse edildi ve Exo-Quick eksozom saflaştırma kiti ile saflaştırıldı. Saflaştırılmış eksozomlar, partikül boyutu ve yapısının yanı sıra CD9, CD63 ve CD81 işaretçileri kullanılarak karakterize edildi. MSC'den türetilen eksozomlar, docetaxel (EXO-DOC) ile elektroporasyona tabi tutuldu ve ardından 24 ve 48 saat boyunca HeLa rahim ağzı kanseri hücreleri ile inkübe edilerek sitotoksisite testleri yapıldı. Bulgular: Taramalı elektron mikroskobu, saf ve docetaxel yüklü eksozomların partikül boyutunu ve yapısını sırasıyla 81 ve 107 nm olarak ortaya koymuştur. Dosetaksel yüklü eksozomlar daha kısa sürede ve daha düşük konsantrasyonlarda etkinlik gösterir. Western blot ve qPCR sonuçlarına göre EXODOC, rahim ağzı kanseri hücrelerinde apoptozu artırır ve epitelyal mezenkimal geçişi(EMT) azaltır. Sonuç: Plasentanın eksozomları doğumdan sonra izole edilirse ilaç taşıyıcı sistem olarak kullanılabilirler ve bu eksozomlar ilacın hücrelere girişini kolaylaştırarak ilaçların düşük dozlarda daha etkili olmasını sağlar. Bu çalışmanın bulguları, antikanser tedaviler için yeni ilaç dağıtım sistemlerinin geliştirilmesinde plasenta kaynaklı eksozomların kullanılması potansiyelini arttırmaya yardımcı olacaktır. Anahtar kelimeler: Dosetaksel, Eksozom, Mezenkimal kök hücre, Plasenta, Servikal kanser.
Epileptik mekanizmaya müdahale edecek nanoboyutta ilaç taşıyıcı sistem geliştirilmesi ve in vivo davranışının değerlendirilmesi
Epilepsi tüm dünyada sık görülen nörolojik hastalıklardan birisidir. Beynin jeneralize veya fokal ani paroksismal reaksiyonu "epilepsi" olarak adlandırılmaktadır. Epilepsi üzerine pek çok araştırma yapılmaktadır. Bu araştırmalarda γ-aminobutirik asit (GABA) sentezinin inhibisyonu, salımının blokajı veya postsinaptik bir reaksiyonun konvülziyonları provoke ettiği saptanmıştır. Beynin sinir terminallerindeki GABA konsantrasyonlarında, febril konvülziyonlarda ve tedaviye dirençli hastalarda serebrospinal sıvıdaki GABA konsantrasyonunda azalma görülmüştür. Aynı zamanda GABA konsantrasyonun azalması ile konvülziyon, koma ve hatta ölüm gözlenebildiği bildirilmiştir. Epilepsi tedavisi için farklı yaklaşımlar bulunmakla birlikte en güncel teori olan GABA ile ilgili teoriye dayanarak, çalışmamızda özgün olarak ters emülsiyon polimerizasyonu yöntemi ile hazırlanan polimerik nanopartiküller (PNP) ve halosit nanotüpler (HNT) kullanılması ile GABA içeren, beyne hedeflendirilmiş, nanoboyutta, nontoksik, biyouyumlu, spesifitesi ve afinitesi yüksek formülasyonların geliştirilmesi hedeflenmiştir. Hazırlanan sistemler üzerinde parçacık büyüklüğü ve dağılımı, zeta potansiyel, parçacık şekli ve yüzey özellikleri, fiziksel görünüş, termal, x-ışını kırınımı (XRD), infrared (IR), etkin madde miktar tayini analizleri yapılmıştır. Karakterizasyon ve in vitro salım çalışmaları ışığında seçilen formülasyonların kararlılık çalışmaları, in vitro sitotoksisite testleri ve in vivo hayvan deneyleri gerçekleştirilmiştir. Pentilentetrazol (PTZ) ile epileptik model oluşturulan sıçanlar üzerinde gerçekleştirilen in vivo hayvan deneylerinde, fosfat tamponu (pH 7.4) (PBS), GABA çözeltisi ya da GABA içeren PNP ve HNT formülasyonları deney gruplarına uygulanmıştır. Enjeksiyondan 4 saat sonra PTZ intraperitonal (i.p.) olarak uygulanarak konvülziyon oluşturulmuştur. 30 dk süresince sıçanlar gözlenmiş ve skorlama ile değerlendirme yapılmıştır. Gözlem süresi sonrasında sıçanların beyinleri çıkartılmış ve Stratum Corsatum doku örnekleri alınmış, homojenize edilmiş ve GABA düzeyi enzime bağlı immün analiz (ELISA) kiti yardımıyla belirlenmiştir. İzleme süresince elde edilen verilere göre, hazırlanan ilaç taşıyıcı sistemler ile toz GABA ve PBS karşılaştırıldığında latens süresi, konvülziyonların toplam zamanı ve şiddetli konvülziyon süreleri ve ölüm oranında anlamlı değişiklikler olduğu istatistiksel analizler ile gösterilmiştir. Enzim immün yöntemi analiz cihazı ile belirlenen GABA miktarlarının PNP-29 kodlu formülasyonda anlamlı düzeyde yükselme gösterdiği görülmüştür. Sonuç olarak, in vitro ve in vivo analiz sonuçlarına göre endojen bir bileşik olan GABA'nın beyne taşınmasını sağlayan ilaç taşıyıcı sistemlerin elde edildiği düşünülmüştür.
Hedeflendirilmiş kanser tedavisinde vinkristin ve ε-viniferin yüklü polimerik nanopartiküllerin hazırlanması, karakterizasyonu ve in vitro uygulamaları
Konvansiyonel kemoterapi ilaçlarının, biyodağılıma uğraması, yüksek doz gerektirmesi, patolojik bölgelere afinitelerinin düşük olması ve toksik etkilerinden dolayı, bu alandaki çalışmalar ilaçların taşıyıcı sisteme yüklenerek hedeflendirilmesi üzerinde yoğunlaşmıştır. Vinkristin Sülfat (VS) kemoterapide yaygın kullanılan hücre döngüsüne spesifik anti-kanser bir ajandır. ε−Viniferin (EV) ise "Vitis Vinifera" dan izole edilen resveratrol türevi bir antioksidandır. EV ve VS'ın kombine kullanımının HepG2 hücrelerinde sinerjik etkisinin olduğu önceden gösterilmiştir. Bu tez çalışmasında, yüksek dozdan kaynaklı yan etkilerin azaltılmasına yönelik olarak, pasif hedeflendirme sağlayabilecek EV ve VS yüklü PLGA-b-PEG nanopartikül formülasyonu hazırlanması amaçlanmıştır. Nanoçöktürme yöntemiyle hazırlanan formülasyonun partikül boyutu, zeta potansiyeli ve polidispersite indeksi belirlenmiştir. Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ile yapılan morfolojik incelemede, nanopartiküllerin küresel şekilde ve düzgün yüzey özellikte olduğu görülmüştür. İn vitro salım çalışmaları pH 7.4 Tris-HCl tamponu içerisinde, termal analizler ise Diferansiyel Taramalı Kalorimetri (DSC) ile gerçekleştirilmiştir. Kumarin-6 ile işaretlenmiş nanopartiküllerin HepG2 hücreleri içerisine alımı farklı zaman aralıklarında kalitatif ve kantitatif olarak belirlenmiş ve hücre içine alımının uygun olduğu görülmüştür. MTT ile yapılan sitotoksisite analizinde ilaç yüklü PLGA-b-PEG nanopartiküllerinin serbest haldeki etkin maddelerden daha etkili olduğu görülmüştür. Akridin oranj/Propidyum iyodür boyamasıyla ve Annexin V-FITC flow sitometri analizleriyle apoptoz oranı kalitatif ve kantitatif olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak EV ve VS yüklü PLGA-b-PEG nanopartiküllerinin pasif hedeflendirmeyle kanserli hücreye alımının ve etkinliğinin arttırılmış olması, in vivo verilişte yan etkilerde azalma ve hasta yaşam kalitesinin iyileşmesi yönünde fayda sağlayabilecektir.
Formulation and in vitro-in vivo evaluation of rosuvastatin calcium incorporated cyclodextrin, solid lipid and chitosan based drug delivery systems
Cardiovascular diseases are the main reasons of death worldwide. Considering that many of the active pharmaceutical ingredients (APIs) used for the treatment of the such severe diseases have poor aqueous solubility which leads to insufficient treatment with poor bioavailability data. Therefore, there is a need for formulation of novel drug delivery systems for the enhancement of the efficacy with lowering the side effects of the APIs. In this study Rosuvastatin Calcium (RCa) which is one of the most effective cholesterol-lowering statin group agents was selected as a model drug aiming to prevent the coronary heart diseases with the reduction of the abnormal levels of lipids in the blood. For the enhancement of the efficacy of the API with lowered side effects, cyclodextrin (CDs) complexes, solid lipid nanoparticles (SLNs), polymeric nanoparticles with chitosan (Cs), were formulated. Characteristic properties of CDs complexes as well as the nanoparticles were revealed in detail. And also, stability of the formulations prepared were evaluated during the storage period of 3 months. Cytotoxic evaluations were also conducted with the MTT tests on Caco-2 cell lines. Ex vivo permeation performances on Caco-2 cell lines as well as in vivo pharmacokinetic studies were also evaluated on selected formulations. The comprehensiveness of the study and uniqueness of selected drug delivery systems are the major original values of our project. And since there is no study has done for the in vitro-in vivo efficiency of the CD-polymer based drug delivery systems for the RCa improves the originality of the study.
Ankara Şehir Hastanesi pnömatik tüp transport sisteminin rutin biyokimya, hematoloji ve koagülasyon testleri üzerine olan etkisinin incelenmesi
Amaç: Büyük ve modern hastaneler pek çok numunenin, ilacın ve malzemenin hastane içerisinde taşınmasında pnömatik tüp sistemlerini (PTS) kullanmaktadır. Fakat PTS transportu esnasında numunenin bütünlüğünün korunmasıyla ilgili farklı görüşler bulunmaktadır. Her PTS' nin kendine özgü bir tasarımı vardır ve her klinik laboratuvar bu sistemin doğruluğundan emin olmalıdır. Çalışmamızdaki amaç kendi hastanemizde bulunan PTS'nin sık istenen biyokimya, hemogram ve koagülasyon testleri üzerindeki etkilerini incelemektir. Materyal-Metot: 50 gönüllü katılımcıdan 3 biyokimya, 2 koagülasyon ve 2 hemogram tüpüne kan alınmıştır. Alınan kanların biri PTS (PTS-hemen), diğeri portör ile laboratuvara transport edilirken, üçüncü biyokimya tüpünün ise pıhtılaşma tamamlandıktan sonra PTS (PTS-sonra) ile nakli sağlanmıştır. Bu eşleştirilmiş örneklerde analiz edilen biyokimya, hemogram ve koagülasyon testleri Student's paired t test, korelasyon ve Bland-Altman analizleri yapılarak karşılaştırılmıştır. Bulgular: Numune bütünlüğü göstergeleri olan lipemi, hemoliz ve ikter serum indekslerinde anlamlı bir fark saptanamamıştır (p> 0,05). Portör ile transfer ve PTS (hemen) örnekleri arasında LDH, AST, direk bilirubin ve glukoz testlerinde (p= 0,008; p=0,01, p=0,002 ve p=0,02 sırası ile); portör ile transfer ve PTS (sonra) örnekleri arasında LDH, AST, albumin, HDL, glukoz, kalsiyum ve fosfor testlerinde (p<0,001; p=0,03, p=0,08, p<0,001; p<0,001; p=0,006 ve p=0,02 sırası ile), PTS (hemen) ve PTS (sonra) örnekleri arasında ise LDH, total protein, HDL ve glukoz testleri arasında istatiksel olarak anlamlı fark bulunmuştur (p=0,004; p=0,01; p<0,001 ve p<0,001 sırası ile). Fakat bu testlerdeki istatistiksel farklılık klinik olarak anlamlı değildir. Hemogram ve koagülasyon testlerinde de klinik olarak anlamlı fark bulunan bir parametre saptanmamıştır. Sonuç: Hastanemizde kullanılmakta olan PTS, sıklıkla istenen ve çalışmamızda analizi yapılan parametreler için güvenle kullanılabilir. Her hastane kendi transport sisteminin validasyonunu mutlaka yapmalıdır. Anahtar Kelimeler: Pnömatik tüp sistemi, Örnek bütünlüğü, Numune transportu, Validasyon çalışması
Işığa-duyarlı akıllı ilaç taşıyıcı sistemler: DNA-polimer ve protein-polimer konjugatlarının sentezi ve karakterizasyonu
Son zamanlarda özellikle kanser gibi önemli hastalıkların tedavisi için yeni metodların geliştirilmesine yönelik artan ihtiyaç sebebiyle, konvansiyonel ilaçların yerine daha etkili olabilecek ve hastaları daha az yan etkiyle tedavi edebilme potansiyeline sahip akıllı ilaç taşıyıcı sistemler geliştirilmektedir. Bu sistemler genellikle çeşitli polimerlerle oluşturulan nanoparçacıkların içine uygun ilaçların yüklenip hastalıklı bölgeye uygun hedeflendirmenin yapılarak ilacın tüm vücuda yayılmadan sadece istenilen bölgeye uygulanabileceği şekilde tasarlanmaktadır. Bu amaçla oluşturulacak taşıyıcı sistemlerin sentezinde uygun çözücüler içinde kendiliğinden birleşme özelliğine sahip amfifilik konjugatların kullanılması bu sistemlerin kolaylıkla elde edilmesine olanak sağlamaktadır. Amfifilik yapıları oluşturmak için hidrofobik ve hidrofilik iki blok çeşitli konjugasyon yöntemleriyle bir araya getirilir. Bu yapılar tamamen sentetik polimerlerle hazırlanabilirken canlı ortamla uyumlu olmaları sebebiyle günümüzde hidrofilik blok olarak biyomakromoleküller daha yaygın olarak çalışılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada fotoaktif bir molekül olan kumarin içeren metakrilat monomeri ile tersiyer bütil akrilat monomerinin ATRP ile polimerizasyonu sonucu hidrofobik bir polimer bloğu elde edilmiştir. Hidrofilik blok olarak ise iki ayrı biyomakromolekül kullanılmıştır. İlk olarak 22 bazlı tek zincirli bir oligonükleotit ile hidrofobik polimerin CuAAC "click" reaksiyonu vasıtasıyla konjugasyonu yapılmış ve bu konjugatın karakterizasyonu için FT-IR, DLS ve UV ölçümleri alınmıştır. Bir diğer hidrofilik blok olarak ise BSA proteini kullanılmıştır. Hidrofobik polimer ile BSA'nın CuAAC "click" reaksiyonu vasıtasıyla konjuge edilmesinden sonra elde edilen konjugatın karakterizasyonu FT-IR, DSC, SDS-PAGE, UV ve floresans ile yapılmıştır. Daha sonra konjugatların distile su içerisinde misel oluşumu sağlanmış ve DLS ölçümleri ile bu misellerin parçacık boyutları belirlenmiştir. Miseller UV ışık altında (350 nm) 1 saat aydınlatılarak tekrar DLS ölçümleri yapılmış ve parçacık boyutlarındaki değişim gözlenmiştir.
Işığa duyarlı kumarin fonksiyonlu amfifilik kopolimerlerin sentezi, karakterizasyonu ve ilaç taşıyıcı uygulamaları
İlaç taşıyıcı sistemler, terapötik aktiviteyi arttırırken yan etkileri en aza indirmeye duyulan ihtiyaçtan dolayı sürekli gelişmektedir. Son zamanlarda oldukça ilgi çeken ilaç taşıyıcı sistemlerinden biri dış uyaranlara duyarlı amfifilik blok kopolimerlerin sulu çözeltilerde kendiliğinden bir araya gelmesiyle oluşturulan misellerdir. Dış uyaranlara yanıt veren polimerler arasından ışığa-duyarlı olanlar özellikle ilgi çekmektedir. Foto-tersinir dimerleşme yapabilen ve polimerik sistemlerde yaygın olarak kullanılan bu yapılar genellikle uygun bir dalga boyundaki ışığın uygulanması ile tersine çevrilebilecek bir [4 + 4] - veya [2 + 2] - siklokatılma mekanizması ile ilerlemektedir. Kontrollü radikal polimerizasyon (KRP) tekniklerinin ve "click" reaksiyonlarının gelişmesiyle hassasiyet kazanan polimer sentezindeki ilerlemeler, polimerik yapıtaşlarının tasarlanmasında esneklik, çeşitlilik ve işlevsellik açısından muazzam imkanlar ortaya çıkmıştır. Bu çok yönlülük polimerik yapıtaşlarının kendiliğinden bir araya gelerek oluşturdukları nanoyapıların istenilen boyutta ve şekilde oluşturulmasını sağlamıştır. KRP tekniklerinin hidrofobik ve hidrofilik kopolimerlerin sentezinde kullanılan diğer basit tekniklere göre üstünlüğü, polimerlerin molekül ağırlığının, dizilişinin ve uç grup fonksiyonalitelerinin kontrolünü sağlamasıdır. Bu çalışmada, kontrollü polimerizasyon tekniklerinin ve "click" reaksiyonlarının avantajları kullanılarak ışık vasıtasıyla dimerleşebilen kumarin grupları içeren amfifilik bir blok kopolimer sentezlenmiş, bu kopolimer ile misel oluşturulmuş ve ilaç taşıma etkinliği incelenmiştir. Hidrofobik bloğu oluşturmak amacıyla glisidil metakrilat (GMA) monomeri tersinir katılma-ayrışma zincir transfer polimerizayonu (RAFT) vasıtasıyla polimerleştirilmiş, sonrasında glisidil fonksiyonları NaN3 ile azitlenerek "click" reaksiyonu vasıtasıyla belli bir oranda kumarin grupları takılmıştır. Elde edilen bu polimer PEG metakrilat monomerinin RAFT polimerizasyonunda makrobaşlatıcı olarak kullanılmış ve amfifilik kopolimer elde edilmiştir. Çalışma sırasında sentezlenen polimerler FT-IR, 1H NMR, UV, floresan ve DSC ile karakterize edilmiştir. Son aşamada diyaliz yöntemi kullanılarak amfifilik kopolimer ile misel oluşturulmuş, ilaç taşıma etkinliğini belirlemek amacıyla da misellere doksorubisin (DOKS) yüklenmiştir. İlaç yüklü ve boş misellerin partikül boyutları DLS ile ölçülerek TEM görüntüleri sonucunda elde edilen boyutlarla karşılaştırılmıştır. Elde edilen miseller ayrıca 350 nm dalgaboyunda aydınlatılarak meydana gelen değişiklikler gözlenmiştir.
Kurkumin yüklü PLGA-DSPE hibrit nanopartiküllerin hazırlanması, karakterizasyonu ve in vitro etkinliğinin incelenmesi
Poly (D, L Lactic-co-Glycolic acid) (PLGA) biyouyumlu, biyobozunur ve FDA onaylı bir biyopolimerdir. Bu polimer, emülsiyon- solvent evaporasyon yöntemi ile nano miseller hazırlanmasının kolay olması ayrıca, hidrofobik ilaçların taşınması için elverişli olması ile diğer biyouyumlu polimerlerden ayrılmaktadır. Kurkumin ise, Curcuma longa rizomlarından izole edilen, çok sayıda önemli biyolojik aktiviteye sahip bir doğal bileşiktir. Bu biyoaktivitelerin arasında ilk olarak kanser hücrelerinin kurkumin etkisiyle proliferasyonunun inhibe edilmesi ve apoptoza yönelmesi gelmektedir. Buna ek olarak kurkuminin kemoterapi ilaçlarının indüklediği direnç ile ilişkili genlerin aktivasyonunu ve proteinlerin ekspresyon seviyesini düşürdüğü bilinmektedir. Bu proteinlerin ekspresyon seviyesini düşürmek, kanser hücrelerinde ortaya çıkan kemoterapi direncinin gelişmesini engellemeyi ve kemoterapi ilacının daha etkili hale gelmesini sağlamaktadır. Daha önce laboratuvarımızda yapılan PLGA nano-misellerine 125 g/mL kurkumin yüklemiş ve uygulandığı kanser hücrelerinde NF-κB seviyelerindeki değişim incelemiştir. Bu çalışmanın sonucunda kurkumin'in NF-κB seviyesini düşürmekte başarılı olduğu ancak PLGA nano-misellerinin bu proteinin tüm alt birimlerini etkin şekilde düşürmek için gerekli olan konsantrasyona ulaşamadığı fark edilmiştir. Bu sorun iki sebepten kaynaklanmış olabilir. Kurkumin NF-κB'nin tüm alt birimlerinin seviyesini düşüremeyen bir bileşiktir veya PLGA'nın taşıdığı kurkumin miktarı bu etkinliği elde etmek yetersizkalmaktadır. Bu tez çalışması ile amacımız, PLGA'nın kurkumin taşımak için sahip olduğu hidrofobik kapasiteyi yine biyouyumlu ve FDA onaylı bir fosfolipit olan DSPE ile arttırmaktır. Bunun için "Emülsifikasyon- Solvent Evaporasyon" ve "Film Oluşturma–Rehidratasyon Yöntemi" olmak üzere iki farklı yöntem ile PLGA-DSPE hibrit nano-miselleri hazırlandı, hesaplamalı moleküler modelleme yöntemleri ile polimer ve lipidin uyumu incelenmiş ve fizikokimyasal olarak karakterizasyonu tamamlandı. Ardından kurkumin taşımak için hidrofobik kapasitesi geliştirilen PLGA'nın bir kemoterapi ajanı olan 5 – Flourourasil (5-FU) kullanıldığında biyolojik etki açısından iyileşme davranışları in vitro olarak incelenmiştir. "Film Oluşturma–Rehidratasyon Yöntemi" yöntemi ile hazırlanan nanomiseller ile taşınan kurkumin miktarının 250 g/mL'ye kadar yükseldiği başarılı bir şekilde gösterilmiştir. Kurkumin yüklü nano-misellerin fizikokimyasal karakterizasyonu Dynamic Light Scattering (DLS) FT-IR, Differential Scanning Chalorimetry (DSC) ve HPLC ile gerçekleştirilmiştir. DLS yöntemi ile boyutu 120 nm (sayıca %) olarak tespit edilen nano-misellerde DSC ve FT-IR yöntemleri ile kurkumin'in başarılı bir şekilde nano-partikülün çekirdek kısmına yerleştiği ve DSPE'nin PLGA'nın tüm fonksiyonel grupları ile etkileştiği tespit edilmiştir. HPLC yöntemi ile oluşturulan hibrit nano-miselin içinde tuzağa düşürülen kurkumin miktarının yüzde enkapsülasyon etkinliği (%EE) %92,006 ve yükleme kapasitesi (%DL) %7,301 olarak ölçülmüştür. Kurkumin'in hibrit nano-miselden salım mekanizması incelenmiş ve Korsmeyer–Peppas modelinin en uygun model olduğu tespit edilmiştir. Buna göre kurkumin'in hibrit nano-misellerden salımının nano-taşıyıcının şişmesine bağlı olarak, difüzyon ile gerçekleştiği ortaya çıkmıştır. Elde edilen optimize formülasyonun stabilitesi yukarıda bahsedilen analiz yöntemleri ile, çeşitli ortam (oda sıcaklığı, liyoflizasyon sonrası ve besiyerinde) ve çeşitli sürelerde incelenmiş ve hazırlanan formülasyonun yüksek ölçekte üretim sırasında pazarlamaya uygun olduğu tespit edilmiştir. Tüm bunlarla birlikte kurkumin yüklü DSPE-PLGA hibrit nano-miselleri için hesaplamalı moleküler modelleme çalışmaları (kuantum kimyasal küme modelleri ve periyodik DFTB+ hesaplamaları) gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak oluşturulan PLGA, DSPE ve kurkumin matriksinde kurkumin'in sadece DSPE veya PLGA ile değil, her ikisi ile etkileşimde olduğu, DSPE'nin PLGA zincirlerini bir arada tutmakta büyük etkisi olduğu ve üçlü sistemin birlikte oldukça kararlı bir sistem ortaya çıkardığı tespit edilmiştir. Bu sonuç stabilite çalışmaları ile uyumludur. Son olarak 250 mg/mL kurkumin taşıyan optimize DSPE-PLGA hibrit nano-misellerinin in vitro biyolojik etkisi LoVo insan kolorektal kanser hücre hattı ve sağlıklı kolon hücre hattı CCD-1072Sk üzerinde incelenmiştir. Bunun için öncelikle 5-FU'nun IC50 değeri 440.9 M olarak hesaplanmış ve ilerleyen deneylerde 5-FU'nun bu konsantrasyonu kurkumin yüklü optimize hibrit nano-miseller ile kombinasyon halinde kullanılmıştır. Optimize formülasyonun kanser hücreleri üzerindeki apoptoz etkisi akridin turuncusu (AO)/ etidyum bromür (EB) çift boyaması, DAPI boyama, floresan mikroskop incelemesi ve akış sitometrisi cihazında Annexin V-FITC ve PI boyama ile gerçekleştirilmiş ve optimize formülasyonun apoptoz üzerindeki etkisi serbest kurkumin'e kıyasla istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur. Bunu takiben Western Blot yöntemi ile apoptotik protein artışı incelenmiştir. P53 proteininin, NP ile 5-FU kombinasyon uygulaması sonucu oluşan protein ekspresyon düzeylerinin yalnızca NP uygulamasına kıyasla anlamlı düzeyde yüksek olduğu sonucu elde edilmiştir. Bununla uyumlu olarak kemoterapi ve hibrit nano-taşıyıcının taşıdığı kurkumin'in kombine kullanımında hücre içi rekatif oksijen türleri (ROS) oranlarında anlamlı artış gözlenmiştir. Son olarak optimize DSPE-PLGA hibrit nano-misellerinin kurkumin'in hücre içine girişindeki etkisi incelenmiştir. Sonuç olarak optimize DSPE-PLGA hibrit nano-miselinin PLGA'nın kurkumin taşıma kapasitesinin başarılı bir şekilde iki katına çıkardığı tespit edilmiş ve 5-FU ile kombine tedavide kemoterapinin etkinliğini arttırdığı tespit edilmiştir. In vivo çalışmalar ile hazırlanan optimize hibrit nano-formülasyonun etkinliğini incelemek araştırmanın bir sonraki basamağı olarak tasarlanmıştır.