Polimerizasyonla indüklenmiş kendiliğinden birleşme (PISA) yöntemi ile tümör hedefli polimerik misellerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of tumor targeted polymer micelles via polymerization induced self-assembly (PISA) method
Yazar: ESRA KARA
Danışman: PROF. DR. BİNNUR TEMEL
Bezm-i Alem Vakıf Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Polimerik ilaç taşıyıcı sistemler ilaçların geleneksel kullanımına alternatif olarak dikkat çekmektedir. Özellikle polimerik miseller küçük partikül büyüklüğü, yapısal stabilite, yüksek ilaç yükleme kapasitesi, suda çözünürlük, düşük toksisite gibi özelliklere sahip olduğu için yaygın olarak çalışılmaktadır. Stabilite ya da işlevselleştirme için elverişli olan miseller hedefleme özelliğine sahip ilaç taşyıcı sistemler için idealdir. Miseller hidrofilik ve hidrofobik monomerlerle sentezlenen amfifilik blok kopolimerlerin kendiliğinden birleşmesi sonucu elde edilir. Kopolimer, bloklardan biri için seçici çözücü içerisinde agregat oluşturur. Bu oluşum kendiliğinden birleşmeyi meydana getirir. 
Polimerlerin alışılmış yöntemlerle kendiliğinden birleşmesi, oluşacak polimerik morfolojileri genellikle sınırlayan seyreltik çözelti (<%1) içinde gerçekleştirilir. Etkili bir yöntem olarak polimerizasyonla indüklenmiş kendiliğinden birleşme (PISA) ise bu sınırlamayı ortadan kaldırır. PISA metodunda başlatıcı polimer için seçici bir çözücü içerisinde dağılan ya da çözünen monomerden çözünmeyen bloğun polimerize edilmesine dayanır. Zincir uzaması başlayan çözünmeyen bloğun polimerizasyon derecesi kendiliğinden birleşme sürecini kontrol eder. Kendiliğinden birleşme ve yeniden düzenlenmeler ile küreler, çubuklar, veziküller, lamel yapılar gibi çok çeşitli morfolojide polimerik yapılar oluşum sürecine gözlenir. 
Bu çalışmada tersinir katılma-ayrışma zincir transfer (RAFT) polimerizasyonu ile hidroksietil metakrilat (HEMA) ve glisidil metakrilat (GMA) monomerleri kullanılarak hidrofilik bloğu oluşturacak random kopolimerler sentezlenmiştir. HEMA ve fonksiyonlandırılabilir GMA üniteleri farkı oranlarda polimerize edilmiştir. İlk olarak fonksiyonlandırma için polimerler GMA ünitelerinden azitlenmiştir. Ardından propargil ile fonksiyonlandırılan folik asit (FA) azitlenen ünitelere "click" reaksiyonuyla takılmıştır. Elde edilen azit fonksiyonlu makro başlatıcılar (M-CTA) ile hidrofobik bloğu oluşturacak metil metakrilat monomerinin polimerizasyonu RAFT-PISA yöntemi ile sağlanmıştır. Farklı değişkenlere sahip PISA reksiyonları denenmiştir. En stabil sonuç veren parametreler ile aynı yöntem uygulanarak doksorubisin (doks) yüklü miseller hazırlanmıştır. 
Çalışmada elde edilen polimerler FT-IR, 1H NMR, UV-Vis ve DSC ile karakterize edilmiştir. PISA ile elde edilen misellerin ortalama partikül boyutları DLS ile ölçülmüştür. Sonuçlar karşılaştırılarak değişkenlerin misel boyutları üzerindeki etkisi incelenmiştir.

Abstract:
Polymeric drug delivery systems attract attention as an alternative to traditional use of drugs. Especially polymeric micelles are widely studied because they have properties such as small particle size, structural stability, high drug loading capacity, water solubility, low toxicity. Micelles that are suitable for stability or functionalization are ideal for drug delivery systems with targeting capability. Micelles are obtained by self-assembly of amphiphilic block copolymers synthesized with hydrophilic and hydrophobic monomers. The copolymer forms aggregates in selective solvent for one of the blocks. This formation creates self-assembly.
Self-assembly of the polymers by conventional methods is carried out in dilute solution (<1%) which generally limits the polymeric morphologies to occur. Polymerization-induced self-assembly (PISA) as an effective method removes this limitation. The PISA method is based on the polymerization of the insoluble block from the monomer dispersed or dissolved in a solvent selective for the initiator polymer. The polymerization degree of the insoluble block where chain elongation begins controls the spontaneous assembly process. The process of formation of polymeric structures in a wide variety of morphologies such as spheres, rods, vesicles, lamellar structures by self-assembly and rearrangements is observed. 
In this study, random copolymers were synthesized to form a hydrophilic block by using hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and glycidyl methacrylate (GMA) monomers by reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization. HEMA and functionalizable GMA units are polymerized in different proportions. First, for functionalization, polymers were azited from GMA units. Then, folic acid (FA) functionalized with propargyl was attached to the azidated units by "click" reaction. Polymerization of methyl methacrylate monomer that will form the hydrophobic block with the azide functional macro initiators (M-CTA) obtained was achieved by RAFT-PISA method. PISA reactions with different variables have been tried. Doxorubicin (dox) loaded micelles were prepared using the same method with the most stable parameters.
The polymers obtained in the study were characterized by FT-IR, 1H NMR, UV-Vis and DSC. The average particle size of micelles obtained by PISA was measured by DLS. By comparing the results, the effects of the variables on the micelle sizes were examined.