Akıllı biyo-nanotaşıyıcı sentezi, karakterizasyonu ve ilaç salım davranışının incelenmesi
Smart bio-nanocarrier synthesis, characterization, and investigation of drug delivery behavior
Yazar: HÜSEYİN ATAŞ
Danışman: PROF. DR. MUHARREM İNCE
Munzur Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimyasal Teknolojiler Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Aşı kopolimerleri = Graft copolymers ; Aşı kopolimerleşmesi = Graft copolymerization ; Biyobozunur polimerler = Biodegradable polymers ; Kontrollü salım = Controlled release ; Kopolimerleşme = Copolymerization ; Manyetik nanopartiküller = Magnetic nanoparticles ; Metal nanopartiküller = Metal nanoparticles ; Yeşil kimya = Green chemistry

Özet:
Bu çalışma kapsamında; son yıllarda üretilen nanokompozitlerin olağanüstü özellikleri ışığında akıllı bir biyo-nanotaşıyıcı malzeme sentezlenmesi ve bu malzemenin ilaç salım davranışının araştırılması amaçlandı. Başta kanser ilaçları olmak üzere birçok ilacın saç dökülmesi, bulantı ve kusma, ağızda ve dudaklarda yaralar ve konjestif kalp yetmezliğine yol açan kardiyomiyopati gibi yan etkilerinin olduğu bilinmektedir. Bu nedenle, bu ilaçların kanserli hücrelere ve tümör bölgelerine hedefli ve akıllı bir şekilde verilmesi oldukça önemlidir. Bu problemler, akıllı ilaç dağıtımı için platformlar olarak çoklu uyaranlara duyarlı polimer bazlı nano-sistemlerin geliştirilmesi yoluyla aşılabilir. Bu tür nano-sistemler, dış uyaran tetikleyicilere yanıt olarak terapötik ajanların gerekli alana tam salınımını kontrol edebilir. Kontrollü ilaç verme sistemleri, azaltılmış toksisite ve yan etkiler, arttırılmış geçirgenlik ve dokularda hedeflenen ilacın zenginleştirilmesi gibi avantajlara sahiptir. Bu nano sistemler sentezlenebilir ve bir iç veya dış uyarana yanıt yoluyla hedeflenen tümör bölgesine kontrollü ilaç dağıtımı için kullanılabilir. Bunlar arasında çoklu uyaranlara duyarlı manyetit akıllı nanofilm sistemleri dikkat çekmeyi başarmıştır. Bu nano sistemler, hidrofilik polimerlerin suyla şişmiş üç boyutlu ağlarıdır. Bu amaçla; reyhan bitkisi (Ocimum basilicum) ekstraktından manyetit nanopartiküllerinin biyosentezi gerçekleştirildi. Parasetamol adsorpsiyon ve salım davranışını incelemek için kitosan bütil akrilat kopolimer film sentezlendi. pH-duyarlı akıllı biyo-nano taşıyıcı malzeme UV-GB, TGA ve FT-IR/ATR yöntemlerinden faydalanılarak adsorpsiyon, termal kararlılık ve fonksiyonel grupları bakımından karakterizasyon gerçekleştirildi.  Parasetamol ilacının konsantrasyonlarının (mg L-1) ölçümü UV-GB spektrofotometre ile gerçekleştirildi ve kalibrasyon eğrisi yardımıyla hesaplandı. İlaç salım davranışının incelenmesi için sentezlenen pH-duyarlı biyo-nano taşıyıcı malzemenin 240 nm de, pH: 7,4,  KPS tampon çözelti ortamında, manyetik ortam varlığında ve oda sıcaklığında parasetamol salım verimliliğinin oldukça iyi olduğu tespit edildi.

Abstract:
This scope of study; in the light of the extraordinary properties of nanocomposites produced in recent years, it was aimed to synthesize a smart bio-nanocarrier material and investigate the drug release behavior of this material. It is known that many drugs, especially cancer drugs, have side effects such as hair loss, nausea and vomiting, sores in the mouth and lips, and cardiomyopathy leading to congestive heart failure. Therefore, it is very important to deliver these drugs to cancer cells and tumor sites in a targeted and intelligent manner. These problems can be overcome through the development of multiple stimuli-responsive polymer-based nano-systems as platforms for smart drug delivery. Such nano-systems can control the precise release of therapeutic agents to the required area in response to external stimulus triggers. Controlled drug release systems have advantages such as reduced toxicity and side effects, increased permeability, and enrichment of the targeted drug in tissues. These nano-systems can be synthesized and used for controlled drug delivery to the targeted tumor site through response to an internal or external stimulus. Among these, magnetite smart nanofilm systems sensitive to multiple stimuli have managed to attract attention. These nano-systems are water-swollen three-dimensional networks of hydrophilic polymers. To this end, biosynthesis of magnetite nanoparticles was carried out from basil plant (Ocimum basilicum) extract. Chitosan butyl acrylate copolymer film was synthesized to examine paracetamol adsorption and release behavior. pH-sensitive smart bionano carrier material was characterized in terms of adsorption, thermal stability and functional groups using UV-GB, TGA and FT-IR/ATR methods. Measurement of paracetamol drug concentrations (mg L-1) was carried out by using an UV-Vis spectrophotometer and calculated with the help of the calibration curve. It was determined that the pH-sensitive bionano carrier material synthesized to examine the drug release behavior had very good paracetamol release efficiency at 240 nm, pH: 7.4, KPS buffer solution environment, in the presence of a magnetic environment and at room temperature.