HPV kaynaklı siğil tedavisine yönelik etken madde yüklü nanofiber yamaların üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of active substance-loaded nanofiber patches for the HPV-caused wart treatment
Yazar: SEMA NUR YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. ENES DERTLİ ; DR. ÖZGÜR YILMAZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Elektroeğirme ile üretilen nanofiberler, yüksek yüzey alanı/hacim oranı ve geniş porozite gibi özellikler sergiler. Ayrıca, kullanılan polimerin özelliklerine göre yüksek ilaç yükleme kapasitesi, yeterli besin taşıma, mükemmel hücre bağlanması ve doğal hücre dışı matrisi (ECM) taklit etme kabiliyeti sunarak ilaç dağıtımı, yara örtüsü ve doku mühendisliği gibi biyomedikal uygulamalar için ideal hale gelir.  Bu çalışmada, bilinen bir omega-3 asidi olan dokozahekzaenoik asit (DHA) etken maddesini içeren nanofiberler insan papilloma virüs (HPV) kaynaklı siğillerin tedavisine yönelik olarak geliştirilmiştir. Amaç, siğil tedavisinde etkinliği artırmak ve yan etkileri minimize etmek için yenilikçi bir nanofiber yapı geliştirmektir. Elektroeğirme yöntemiyle polivinil alkol(PVA)/κ-karragenan(KC)/sodyum aljinat(SA) ve DHA(etken madde) çözeltisi ile nanofiberler üretilmiştir. 
İlk olarak PVA çözeltisi ile nanofiber üretim denemeleri yapılmıştır, ardından farklı konsantrasyonlarda KC ve SA eklenmesi yapılarak optimum konsantrasyon belirlemiştir. Ardından etken madde eklenmesiyle nihai formülasyonda elektroeğirme optimizasyonuna gidilmiştir. Üretilen nanofiberlerin stabilitesini artırmak amacıyla kimyasal çapraz bağlanma işlemi glutaraldehit ve hidroklorik asit ile gerçekleştirilmiştir. 
Üretilen nanofiberlerin morfolojik özellikleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiş ve nanofiberlerin yüzey yapısı ve fiber çaplarının dağılımı hakkında bilgi edinilmiştir. Çapraz bağlama sonrası elde edilen nanofiberlerin ortalama fiber çaplarında ve ortalama temas açısı değerlerinde,  çapraz bağlı olmayan nanofibere göre anlamlı bir artış olduğu gözlemlenmiştir. Etken madde (DHA) ekli olan nihai formülasyonun çapraz bağlama öncesi ve sonrası ortalama fiber çapları sırasıyla 173 nm ve 286 nm'dir. Nanofiberlerin kimyasal kompozisyonu ve fonksiyonel grupları, Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ile analiz edilmiştir.  Mekanik özelliklerin değerlendirilmesi amacıyla çekme dayanımı testleri gerçekleştirilmiş ve bu testler sonucunda nanofiberin elastikiyet ve mukavemet gibi mekanik özellikleri ortaya konmuştur. Termal özelliklerin belirlenmesi için ise,  diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) analizleri yapılmıştır ve etken madde eklenmesinin fiberlerin termal davranışı üzerinde anlamlı bir değişikliğe yol açmadığı bulunmuştur. 
Elde edilen sonuçlara göre, DHA içeren nanofiberlerin, HPV kaynaklı siğillerin tedavisinde kombine tedavisinde  kullanılabileceğini ancak gelecekte bu nanofiberlerin  klinik etkinliği üzerine daha fazla araştırma yapılması gerekmektedir.

Abstract:
Nanofibers produced through electrospinning possess a high surface area-to-volume ratio and significant porosity, which are critical properties for biomedical applications. The specific polymers used in their fabrication further enhance these nanofibers by providing a substantial drug loading capacity, effective nutrient transport, strong cell adhesion, and the ability to mimic the natural extracellular matrix (ECM). These qualities make electrospun nanofibers particularly suitable for various biomedical applications, including drug delivery systems and wound dressings. In this study, nanofibers containing docosahexaenoic acid (DHA), a well-known omega-3 fatty acid, were developed specifically for the treatment of human papillomavirus (HPV)-induced warts. The primary objective was to create an innovative nanofiber structure to improve treatment efficacy while minimizing potential side effects. Nanofibers were produced using a solution of polyvinyl alcohol (PVA), κ-carrageenan (KC), sodium alginate (SA), and DHA through the electrospinning process.
Initially, the production of nanofibers was tested using a PVA solution. Following this, various concentrations of KC and SA were incorporated to identify the optimal formulation. Once the optimal formulation was determined, the active ingredient (DHA) was added, and electrospinning optimization was conducted to produce the final nanofiber structure. To enhance the stability of the produced nanofibers, chemical crosslinking was performed using glutaraldehyde and hydrochloric acid.
The morphological properties of the nanofibers were assessed using scanning electron microscopy (SEM), which provided insights into the surface structure and fiber diameter distribution. After crosslinking, a significant increase in both the average fiber diameter and the average contact angle of the nanofibers was observed. Specifically, the average fiber diameters of the DHA-containing nanofibers before and after crosslinking were 173 nm and 286 nm, respectively. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was used to analyze the chemical composition and functional groups of the nanofibers. To assess mechanical properties, tensile strength tests were conducted, revealing important characteristics such as elasticity and strength. Differential scanning calorimetry (DSC) was also performed to determine the thermal properties, and it was found that the inclusion of DHA did not significantly alter the thermal behavior of the nanofibers.
The results indicate that DHA-containing nanofibers hold promise for use in the combined treatment of HPV-induced warts. However, further research is necessary to fully evaluate their clinical efficacy.