İlaç taşıyıcı sistemler olarak tek-zincir polimer nanopartiküller

Nanoteknolojinin artan cazibesi ile hassas boyut kontrolü ve özel olarak işlevselleştirmeye izin veren nano boyutta nesnelerin üretimi için sentetik teknikler geliştirilmeye çalışılmaktadır. Bu amaçla, polimer zincirlerinin mimari olarak tanımlanan nanoyapılara çökmesi veya katlanması ile oluşturulan tek-zincir polimer nanopartiküller (SCNP) polimer biliminde son yirmi yılda gelişmekte olan ve günümüzde hızla büyüyen bir araştırma konusudur. Ultra küçük çapraz-bağlı nanopartiküller olan SCNP'ler, yüksek seyreltme koşullarında zincir içi çapraz bağlanma yoluyla lineer polimer zincirlerinin ayrı ayrı katlanması veya çökmesi ile elde edilir. SCNP'ler geleneksel polimer nanopartiküllerden çok daha küçük 1-20 nm boyutunda polimer nanopartiküllerinin oluşumuna olanak sağlar. Son yıllarda bu alana olan ilgi kataliz, sensörler, nanoreaktörler ve biyotıp alanı da dahil olmak üzere SCNP'nin çeşitli potansiyel uygulamaları nedeniyle artmaya devam etmektedir. Özellikle ortaya koydukları çok çeşitli uygulamaların bir sonucu olarak, biyotıp alanında herhangi bir araştırma konusu için umut verici nanotaşıyıcılardandır. SCNP'nin oluşumu için bir dizi sentetik metodoloji kullanılmıştır. Örneklerin çoğu seyreltik polimer çözeltilerinde (tipik olarak <1 mg mL-1) postpolimerizasyon modifikasyon reaksiyonlarını içermektedir. Postpolimerizasyon çapraz bağlama reaksiyonları tipik olarak verimliliklerine göre seçilir; düşük verimli veya yan reaksiyonlar içeren reaksiyonlar istenmez. Zincir içi çapraz bağlama, kovalent, dinamik kovalent ve kovalent olmayan etkileşimler ile oluşur. Bu tez çalışmasında, ilaç taşıyıcı sistemler olarak tek-zincir polimer nanopartiküller ile 3 farklı çalışma gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmalarda ilaç molekülleri SCNP oluşumunda zincir içi çapraz bağlanmayı gerçekleştirecek şekilde seçilmiş olup SCNP'lerde herhangi bir ilaç yüklemesine ihtiyaç duyulmayacaktır. İlk olarak sisplatin molekülü çapraz bağlayıcı olarak kullanılarak SCNP'ler oluşturulmuştur. Bunun için tersinir katılma-ayrışma zincir transfer (RAFT) polimerizasyonu ile poli[poli(etilen glikol) metil eter metakrilat-r-metakrilik asit] (P(PEGMA-r-MAA)) hidrofilik kopolimeri ve poli(etilen glikol)-b-poli(N-izopropilakrilamid-r-metakrilik asit) (PEG-b-P(NIPAM-r-MAA)) amfifilik kopolimeri sentezlenmiştir. Aynı zamanda halka açılma polimerizasyonu kullanılarak poli[(γ-benzil-L-glutamat)-r-(Nε-benzilkarbonil-L-lizin)] [P(Glu-r-Liz)] hidrofilik kopolimeri ve poli (etilen glikol amin)-b-poli[(γ-benzil-L-glutamat)-r-(L-alanin)] [PEG-b-P(Glu-r-Ala)] amfifilik kopolimeri sentezlenmiştir. Bu öncü polimerlerin sisplatin molekülü ile ultra seyreltik koşullarda reaksiyonu sonucunda SCNP'ler oluşturulması hedeflenmiştir. Yapılan ikinci çalışmada kurkumin molekülünün çapraz bağlayıcı olarak kullanılmasıyla SCNP'ler oluşturulmuştur. Öncelikle RAFT polimerizasyonu ile poli[poli(etilen glikol metil eter metakrilat)-r-(bromometakrilat)] (P(PEGMA-r-BrMA)) hidrofilik kopolimeri sentezlenmiştir. Ardından kurkumin molekülü ile ultra seyreltik koşullarda reaksiyonu sonucunda SCNP'ler oluşturulmuştur. Son çalışmada ise kurkumin molekülünün çapraz bağlayıcı olarak kullanılmasıyla iribaş yapılı tek zincir polimer nanopartiküler (TSCNP) sentezlenerek miselleri oluşturulmuştur. Öncelikle RAFT polimerizasyonu ile poli(etilen glikol)-b-poli[(metil metakrilat)-r-(metakrilik asit)] (PEG-b-P(MMA-r-MAA)) amfifilik kopolimeri sentezlenmiştir. Ardından kurkumin molekülü ile ultra seyreltik koşullarda reaksiyonu sonucunda TSCNP'ler oluşturulmuştur. Oluşturulan TSCNP'ler kullanılarak diyaliz yöntemi ile doksorubisin yüklü miseller oluşturulmuştur Tez kapsamında elde edilen tüm polimerler, jel geçirgenlik kromatografisi (GPC), nükleer manyetik rezonans spektroskopisi (1H NMR), diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) teknikleri ile karakterize edilmiştir. Elde edilen SCNP ve TSCNP'ler ise GPC, DSC, dinamik ışık saçılması (DLS), geçirimli elektron mikroskopisi (TEM) analizleri ile çapraz bağlanmaya bağlı değişen molekül ağırlığı, boyut, camsı geçiş sıcaklığı ve morfolojisi açısından karakterize edilmiştir. İlaç yükleme verimliliği ve salım davranışı ultraviole-görünür ışık absorbsiyon spektroskopisi ve mikroplaka okuyucu ile izlenmiştir. SCNP, TSCNP ve misellerin sitotoksisitesi ve hücresel alımları incelenmiştir. Yapılan çalışmalar tek zincir nanopartiküllerin ilaç taşıyıcı sistemler açısından önemli bir potansiyele sahip olduğunu ve bu doğrultuda umut vadeden araştırmaların gerçekleştirilebileceğini ortaya koymaktadır.