Yeni akıllı silika nanotaşıyıcı sentezi ve ilaç salım uygulamaları
Synthesis and drug delivery applications of new smart silica nanocarrier
Yazar: HALİL ATTAR
Danışman: PROF. DR. PERVİN SOYLU
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Son yıllarda, özellikle kanser hastalığında teşhis ve tedavi amaçlı kullanılmak üzere, nano boyutta yeni akıllı sistemlerin tasarımı ve geliştirilmesi oldukça ilgi görmektedir. Özgün ilaç taşıyıcı yaklaşımlar, akıllı nano taşıyıcıların kanser hücrelerine hedeflenmesi yönündedir. Bu nedenle, etkin tümör-hedefli sistem için, taşıyıcının kimyasal yapısının yanı sıra, tümör tespit edebilme, vücudun diğer kısımlarına göre tümörün daha yüksek olan sıcaklık ve daha düşük olan pH duyarlılığı gibi diğer kriterler de önem taşımaktadır. Günümüzde grafen, karbon nanotüp, silika nanopartikül, altın nanopartikül, gümüş nanopartikül gibi çok çeşitli akıllı ilaç taşıyıcı sistemler geliştirilmiştir, bu konudaki çalışmalarda hızla devam etmektedir. Bu sistemler arasında, eşsiz fiziko kimyasal özellikleri, ilaç taşıma kapasitesinin yüksek olması, biyouyumlu olması, kolay fonksiyonlandırılabilir olması gibi eşsiz özellikleriyle silika nanopartiküller, akıllı nano taşıyıcıların önemli bir sınıfını oluşturmaktadır. Bu tarz ilaç taşıma sistemlerinin dizaynında ki gereklilik, vücutta spesifik bölgelerde yüklerini salabilmesi ve sağlıklı dokulara herhangi bir zararlı etkisi olmadan hastalığı tedavi etmesidir. Bu nedenle, tezde sentezlenmesi planlanan akıllı nanotaşıyıcı,  sadece asidik ortam ve glutatyon ortamında ilaç salınımını gerçekleştirecek şekilde dizayn edilmiştir. Öncelikle mezogözenekli silika nanopartikül sentezlenerek, yapısında S-S bağı içerecek şekilde fonksiyonlandırılmıştır. pH:7.4 te silika gözeneklerinden ilaç salımını engellemek amacıyla yüzeye ZnO kuantum nokta bağlanmıştır. ZnO kuantum nokta, pH:7.4 te kararlı fakat pH 5'in altında Zn2+ halinde çözünmektedir. Bu özelliği ile pH duyarlı ilaç salım sistemlerinde silika gözeneklerini kapatmak amacıyla kullanılmaktadır. Bu sistemde model ilaç olarak günümüzde oldukça çok kullanılan doksorubisin kullanılmış çeşitli pH ve GSH ortamlarında ilaç salım profili incelenmiştir.
Yapılan çalışmalarda nanotaşıyıcının ilaç yükleme kapasitesinin %11,  ilaç yükleme etkinliğinin %58 olduğu tesbit edilmiş asidik ortamda ve yüksek GSH ortamında ilaç salımının arttığı gözlenmiştir.
 

Anahtar Kelimeler: Akıllı ilaç salım sistemi, Doksorubisin, Mezogözenekli silika nanopartikül, ZnO kuantum nokta

Abstract:
In recent years, the design and development of new nano-sized intelligent systems, especially for the diagnosis and treatment of cancer, has received much attention. Specific drug delivery approaches aim at targeting smart nano carriers to cancer cells. Therefore, for the effective tumor-targeted system, besides the chemical structure of the carrier, other criteria such as ability to detect tumors, higher temperature of the tumor and lower pH sensitivity than other parts of the body are important. Today, a wide variety of intelligent drug delivery systems such as graphene, carbon nanotube, silica nanoparticle, gold nanoparticle, silver nanoparticle have been developed and the studies on this subject are continuing rapidly. Among these systems, silica nanoparticles are an important class of smart nanoparticles with their unique physico-chemical properties, high drug carrying capacity, biocompatibility, and easy functionality. The requirement in the design of such drug delivery systems is that it can release loads in specific areas of the body and treat the disease without any harmful effects to healthy tissues. Therefore, the intelligent nanocarrier, which is planned to be synthesized in the thesis, is designed to perform drug release only in acidic and high glutathione medium. Firstly, porous silica nanoparticle was synthesized and functionalized to contain S-S bond in its structure. In order to prevent drug release from silica pores at pH 7.4, ZnO quantum dot was attached to the surface. ZnO quantum dot is stable at pH 7.4 but dissolves into Zn2 + below pH 5. With this feature, it is used in pH sensitive drug delivery systems to cover the silica pores. In this system, doxorubicin, which is widely used as a model drug, is used and the drug release profile is investigated in various pH and GSH environments.
In studies, it has been observed that drug release capacity of the nanocarrier is 11%, drug loading efficiency is 58% and drug release is increased in acidic medium and high GSH medium.

Keywords:, Doxorubicin, Mesoporous silica nanoparticles, Smart drug delivery systems, ZnO quantum dots