Akciğer yüzey aktif maddeleri-hibrit yüzey aktif maddeleri karışımlarının kan proteinleri ile etkileşimi
Interaction of lung surfactant-hybrid surfactant mixture with blood serum proteins
Yazar: BURÇİN USLU
Danışman: DOÇ. DR. NİHAL AYDOĞAN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Polietilen oksit = Polyethylene oxide

Özet:
Kimya ve eczacılık sektöründe çeşitli amaçlarla kullanılan yüzey aktif maddeleri, doğal olarak da insan vücudunda bulunmakta ve hayati önem taşıyan görevler üstlenmektedir. Akciğer yüzey aktif madde karışımında fosfolipitler ve proteinler bulunmakta ve bu madde karışımı, nefes alıp - verme esnasında alveol yüzeyini kaplamakta ve ara yüzey gerilimini düşürerek nefes almayı kolaylaştırmaktadır. Ayrıca bu maddeler solunumun devamlı ve normal bir şekilde sürdürebilmesi için alveol tekli tabakasına, yüzeye hızlı adsorpsiyon, yüksek elastisite, yüksek geri yayılım, yüksek yüzey basıncı ve düşük histeresiz gibi özelliklerinde kazandırılmasını sağlamaktadır. Akciğerde yaralanma, zehirlenme gibi durumların meydana gelmesiyle ölümcül sonuçları olan Yetişkin Solunum Zorluğu Sendromu (ARDS) hastalığı meydana gelmektedir. En çok ölümlerin gözlendiği durumlar, kan proteinlerinin alveol ara yüzeyine yerleşmesi ve akciğer yüzey aktif madde karışımını ara yüzeyden inhibe etmesiyle ve bunun sonucu olarak normal bir nefes alıp - verme çevriminin gerçekleşememesinden ortaya çıkmaktadır. Akciğer yüzey aktif madde karışımındaki proteinlerin bazı görevlerini taklit edebilmesi ve kan proteinlerini ile yarışmalı adsorpsiyon yapabilmesi için; (C42H88NO10+ C8F17O3S-) iyon - çifti hibrit yüzey aktif maddesi sentezlenmiştir. LB minitrough cihazıyla farklı mol oranlarındaki DPPC/(C42H88NO10+ C8F17O3S-) ikili karışımlarının farklı koşullar için faz değişim izotermi incelenmiştir. Molce DPPC'nin fazla olduğu ikili karışımlarda, DPPC ve (C42H88NO10+ C8F17O3S-) arasında sinerjik etkileşim belirlenmiştir. Ara yüzeylerin Floresans Mikroskopi ile görüntülenmesiyle, (C42H88NO10+ C8F17O3S-)'nin ara yüzeyi akışkanlaştırdığı ve bazı mol oranlarında SP-B proteinin özelliğini ve gerçek akciğer yüzey aktif madde karışımını taklit edebildiği görülmüştür. İki maddenin ara yüzeyde karışabilirlikleri incelendiğinde iki maddenin ara yüzeyde genel olarak aralarında itme etkileşimi olduğu ve ara yüzeyde karışılabilen - ideal olmayan tekli tabaka oluşturdukları bulunmuştur. (C42H88NO10+ C8F17O3S-)'nin sıvı - hava ara yüzeyine olan adsorpsiyon hızının yüksek olduğu ve ara yüzeye adsorplanarak kararlı tekli tabaka oluşturabildiği görülmektedir. Ayrıca madde, değişik koşullardaki DPPC tekli tabakasına başarılı bir şekilde adsorbe olarak ara yüzeye yerleşerek DPPC tekli tabakasının basıncını önemli bir şekilde arttırdığı ve DPPC faz değişim izotermlerini önemli ölçüde değiştirdiği belirlenmiştir. (C42H88NO10+ C8F17O3S-)'nin kan proteinlerinden fibrinojen (FB) ile yarışmalı adsorpsiyonunda, maddenin yüksek konsantrasyondaki FB varlığında bile ara yüzeye başarılı bir şekilde adsorbe olabildiği ve FB proteini inhibe edebildiği gösterilmiştir.

Abstract:
Surface Active Agents (Surfactants) are used for various purposes in the chemical and pharmaceutical sector, and are also found in human body that carries vital functions. The most important surfactant in the human body is called lung surfactants. In lung surfactant mixture, there are phospholipids and proteins and this mixture overspreads to alveolus interface during respiration that reduces surface tension for facilitating respiration. Also, lung surfactants earn fast adsorption to the interface, high elasticity, high re - spreading, high surface pressure and low hysteresis properties to the alveolus monolayer for normal and permanent respiration. Blood serum proteins like as fibrinogen (FB), is secreted into the alveolar surface because of situations such as intoxication or lung injury. These proteins can inhibit lung surfactant and can cause of adult respiratory distress syndrome (ARDS). In order to mimic some properties of proteins in lung surfactant and achieve competitive adsorption with blood proteins, ion-pair hybrid surfactant (C42H88NO10+ C8F17O3S-) is synthesized. Phase change isotherms of different mol fraction DPPC/(C42H88NO10+ C8F17O3S-) two-component systems are analyzed with LB minitrough for different conditions. At high DPPC mole fractions in the two - component systems, positive synergic interaction is seen between DPPC and (C42H88NO10+ C8F17O3S-) at the interface. In Fluorescence Microscopy images, it is seen that (C42H88NO10+ C8F17O3S-) can be expand to the monolayers and can mimic some properties of SP-B protein and lung surfactant mixture. In additivity rule, excess/ideal area and thermodynamic calculations, it is investigated that DPPC and (C42H88NO10+ C8F17O3S-) can mix at the monolayer and form non-ideal mixed monolayer at the interface. (C42H88NO10+ C8F17O3S-) has fast adsorption to liquid - air interface and form stable monolayer is seen. Additionally (C42H88NO10+ C8F17O3S-) can absorp to DPPC monolayer successfully, increase the surface pressure of monolayer crucially and change the phase change isotherm of DPPC with spread to DPPC monolayer at different conditions.(C42H88NO10+ C8F17O3S) can gain the competitive adsorption of FB/(C42H88NO10+ C8F17O3S-) and inhibit FB protein even high concentration of FB.