Atmosferik koşullarda ve süperkritik akışkan ortamında Fe3O4-PLGA nanokompozitlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of Fe3O4-PLGA nanocomposites at atmospheric conditions and in supercritical fluids
Yazar: CEREN ATİLA DİNÇER
Danışman: PROF. DR. NURAY YILDIZ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, sentezlenen Fe3O4  nanotaneciklerinin yüzeyi 3-(Trimetoksi) propil metakrilat, MPTMS; 3-(Trietoksi) propil metakrilat, MPTES; Trietoksivinilsilan, VS ile modifiye edilmiştir. Yüzeyi modifiye Fe3O4 nanotanecikleri atmosfer ortamında PLGA (dl-laktid-ko-glikolid) ile kaplanmıştır. Fe3O4-PLGA nanokompozitinin özelikleri üzerine manyetik nanotanecik / PLGA oranı (1 / 2 – 1 / 20), PVA yüzdesi (% 1-3 w/v) ve DCM miktarının (4 – 8 ml) etkisi incelenmiştir. Süperkritik karbondioksit ortamında (SK-CO2) sabit sıcaklık ve tepkime süresinde (T = 110 oC, süre = 3 h) PLGA polimerizasyonuna yüzey aktif madde (C33H53F17N+I-, YAM) miktarı (0-0.05 g), basınç (200-240 bar) etkisi incelenmiş ve modifiye Fe3O4 nanotaneciklerinin PLGA ile kaplama çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Nanokompozitler TEM, SEM-EDS, XRD, FTIR, VSM, TGA ile karakterize edilmiştir. PLGA polimerleri 1H-NMR ve GPC ile analiz edilmiştir. Fe3O4 nanotaneciklerinin ortalama büyüklükleri 8.8 ± 1.8 nm; MPTMS, MPTES ve VS ile yüzeyi modifiye edilmiş Fe3O4 nanotaneciklerinin ortalama büyükleri ise sırasıyla 8.7 ± 1.8, 8.1 ± 1.8, 7.8 ± 1.8 nm olarak belirlenmiş ve süperparamanyetik özelikte oldukları saptanmıştır. Modifiye Fe3O4-PLGA nanokompozitlerinin kullanılan sentez yöntemine bağlı olarak 60-140 nm ve 117-246 nm aralığında tanecik büyüklüklüğüne sahip oldukları belirlenmiştir.
Modifiye Fe3O4-PLGA nanokompozitleri üzerine antikanser ilacı yükleme, pH 7.4 ve 5.5'de ise salım çalışmaları başarıyla gerçekleştirilmiş, analizler için HPLC yöntemi kullanılmıştır. 

Süperkritik akışkan ortamında PLGA polimeri başarı ile sentezlenmiş, ancak ortamın modifiye Fe3O4 nanotaneciklerinin kaplanmasında, SK akışkan sistemindeki kısıtlamalar nedeniyle etkin olmadığı görülmüştür.

Hücre kültür deneyleri, ilaç derişimi arttıkça Fe3O4-PLGA-taksol nanokompozitlerinin kanser hücreleri üzerinde toksik etkilerinin arttığını göstermiştir. Kontrollü salımın etkin olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, Fe3O4 nanoparticles were modified by (3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate, MPTMS; 3-(triethoxysilyl)propylmethacrylate, MPTES and triethoxyvinylsilane, VS). Surface modified Fe3O4 nanoparticles were coated with PLGA (poly(lactide-co-glycolide)) under atmosphere. The effect of magnetic nanoparticles / PLGA ratio (1 / 2 – 1 / 20), the amount of PVA (% 1-3 w/v) and DCM (4 – 8 ml) on the properties of the Fe3O4-PLGA nanocomposite were investigated. The effects of process parameters such as the amount of YAM (C33H53F17N+I-,) (0-0.05 g) and pressure (200-240 bar) were also studied for PLGA synthesis in SC-CO2. Nanocomposites were characterized by TEM, SEM-EDS, XRD, FTIR, VSM, TGA and PLGA polymers were analyzed by 1H- NMR and GPC. The average particle size of Fe3O4 and surface modified nanoparticles by MPTMS, MPTES, VS were found as 8.8 ± 1.8 nm, 8.7 ± 1.8, 8.1 ± 1.8, 7.8 ± 1.8 nm, respectively. Nanoparticles exhibited superparamagnetic behaviour. According to synthesis method, it was determined that Fe3O4-PLGA nanocomposites have average particle size between 60-140 nm and 117-246 nm.
Loading anticancer drug to modified Fe3O4-PLGA and drug delivery studies at pH 7.4 and 5.5 achieved successfully. HPLC method was used for analysis.
PLGA polymer was synthesized successfully at supercritical conditions, but because of the limitations of SC system, modified Fe3O4 nanoparticles could not covered effectively.

Cell culture studies indicated that increasing the toxic effect of Fe3O4-PLGA-taxol nanocomposites via increasing drug concentration. It was determined that controlled release was effective.