Polimerik matrislerde lipozomların yapısı ve dinamikleri üzerindeki viskoelastik etkiler

Son yıllarda, ilaç endüstrisinde ve nanoteknolojide, klinik araştırmaların gelişmesine ve modern ilaç dağıtım yöntemlerinin keşfedilmesine yol açan önemli gelişmeler görüldü. Yaygın olarak kullanılan nanoparçacıklardan biri olan lipozomlar, yüksek biyouyumluluk, biyobozunurluk, düşük toksisite ve biyolojik zarlara benzerlik özellikleri ile eczacılık, doku mühendisliği, hücre zarı modellemesi, kozmetik ve tarımda kullanılmaktadır. Lipozomların birçok avantajları olmasına rağmen termodinamik olarak kararsız yapıları, kan dolaşımında hızlı eliminasyon ve hedefli ve dozaj kontrollü dağıtım isteği gibi dezavantajları vardır. Bu sorunların üstesinden gelmek için, lipozomların polimer solüsyonları ve hidrojellerle kombinasyonu kullanılmıştır. Polimerler lipozomlara mekanik destek, uyaranlara duyarlı salınım ve kimyasallara, enzimlere ve bağışıklık sistemlerine karşı artan stabilite sağlar. Ayrıca, polimerik iskeleler, hücre dışı mikro ortamın topolojisini ve mekanik özelliklerini taklit edecek şekilde tasarlanabilir. Uygulama açısından lipozom-polimer komplekslerine büyük ilgi olmasına rağmen, polimerlerin viskoelastikliğinin lipozom yapısı, hücre zarı geçirgenliği ve hareketliliği üzerindeki etkilerinin ayrıntılı olarak anlaşılması gerekir. Bu tez, lipozomlar ve Polietilen glikol (PEG) karışımları üzerine iki çalışma içermektedir. İlk çalışmada, hücrelerin viskoz ortamını simüle etmek için 100 nm tek lamelli DMPC/DMPG lipozomları ve 1.5 kDa ile 400 kDa arasında çeşitli moleküler ağırlıklara sahip polietilen glikol (PEG) solüsyonları kullanıldı. PEG varlığında lipozomların yapısal faz haritası ve çok ölçekli dinamikleri araştırıldı. Polimer zincirleri ve fosfolipid çift katmanları arasında çeşitli uzunluk/zaman ölçeklerinde dinamik bir bağlantı vardır. Tüm zincirin gevşemesi, lipit çift tabakalarının mikro viskozitesini doğrudan etkiler ve bu da, polimer içermeyen lipozom durumuyla karşılaştırıldığında çift tabakalar içindeki lipitlerin daha hızlı dinamik hareketlerine neden olur. Lipitlerin jelden sıvıya geçiş sıcaklığında, lipozomların konsantrasyonu ve polimer zincirinin uzunluğu ile ayarlanabilen, polimer-lipozom çözeltilerinin termal kalınlaşma davranışı gözlemlendi. İkinci çalışmada tek lamelli 100 nm DMPC/DMPG lipozomları ve 1 Pa'dan 180 Pa'ya kadar farklı elastikiyetlere sahip PEG hidrojelleri kullanıldı ve kompozit bir hidrojel oluşturuldu. Zamana bağlı ve kayma deformasyonu altında ECM-mimetik jel matrislerinden lipozom salınımını incelendi. Lipozomların varlığı, membran mikro viskozitesine duyarlı, sıcaklık kontrollü şişme kapasitesine sahip kompozit hidrojeller sağlamıştır. Kayma deformasyonunu doğrusaldan doğrusal olmayan rejimlere sistematik olarak değiştirerek, farklı sertlikteki hidrojellerden lipozomların salınması üzerindeki etkisi incelendi.