Bitkisel içerikli yaşlanma karşıtı nanoformülasyon geliştirilmesi
Development of herbal nanoformulation for anti-aging application
Yazar: ÇİĞDEM ÇETİN ALUÇ
Danışman: DOÇ. DR. YASEMİN KILINÇ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Glisirizik asit = Glycyrrhizic acid ; Hücre kültürü = Cell culture ; Moleküler kenetleme = Molecular docking ; Yaşlanma karşıtı = Anti-aging ; İn vitro = In vitro

Özet:
Ultraviyole (UV) ışınlar, cilt yaşlanmasında önemli rol oynayan harici yaşlanmanın
en önemli nedenidir ve fotoyaşlanma olarak tanımlanmaktadır. Fotoyaşlanma, 
ciltte elastikiyet kaybına ve kırışık oluşumuna sebep olmaktadır.
Kozmetik pazarında, her geçen gün artan ürün sayısı ile anti aging kremler; cilde 
toparlayıcı etkide bulunarak ciltteki kırışıklık ve çizgi görünümlerinin azalmasına 
ve pürüzsüz bir cilt yüzeyi oluşmasına destek sağlamaktadır.
Kozmetik uygulamalarda aktif maddelerin taşınımının ve penetrasyonunun
iyileştirilmesi, oksidasyona karşı korunması amacıyla nano boyutlarda formülize
edilerek kullanılması stratejisi günümüzde birçok ticari marka için yatırım konusu 
olmuştur. 
Glisirizik asit (GA), meyan kökünün (Glycyrrhiza glabra L.) ana bileşenlerinden 
biridir ve çeşitli terapötik özellikleri ile tıbbi bir bitki olarak kullanılmaktadır. GA 
tuzları ve esterleri, çeşitli cilt bakım ürünlerinde kullanımı olan kozmetik 
bileşenlerdir. GA ayrıca insan dermal fibroblastlarında UV kaynaklı 
fotoyaşlanmaya karşı inhibe edici etkisi bulunmaktadır.
Bu tez çalışmasının amacı, topikal uygulama için GA içeren anti aging bir 
nanoformülasyon geliştirmektir. Bu kapsamda, GA yüklü Poli(laktik-ko-glikolik 
asit) (PLGA) nanoformülasyonu çift emülsiyon yöntemi kullanılarak hazırlanmış, 
çeşitli spektroskopik ve görüntüleme yöntemleri ile karakterize edilmiştir. 
GA yüklü PLGA nanoformülasyonunun enkapsülasyon verimi, yükleme kapasitesi,
in vitro salım profili belirlenmiş, genotoksisitesi Ames testi ile, sitotoksisitesi ise 3-
(4,5-dimetiltiyazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolyum bromür (MTT) testi ile 
değerlendirilmiştir. Ayrıca, GA'in HaCaT hücrelerinde UVB kaynaklı foto 
yaşlanmayı önlemedeki etkinliği ve GA'in Matriks metalloproteinazlara 
(MMP'lara) bağlanmasının moleküler mekanizmasının netleştirilmesi için in silico
analizleri gerçekleştirilmiştir.
Elde edilen GA yüklü PLGA nanoformülasyonu ile krem formülasyonları 
hazırlanmış, organoleptik kontroller ve fiziksel testler yapılmıştır. Ardından krem 
formülasyonları 5 ± 3 °C, 25 ± 2 °C % 60 RH, 40 ± 2 ° C % 75 RH olmak üzere 
üç farklı ortam koşulunda stabilite kabinlerine alınarak 15.gün, 1.ay ve 3.ay 
periyotlarında aynı kontroller ve testler tekrarlanarak, formülasyonların başlangıç 
durumları ile karşılaştırılarak tamamlanmıştır.
Elde edilen in vitro ve in silico sonuçlar değerlendirilmiş ve GA yüklü PLGA 
nanoformülasyonun anti aging özellikli cilt bakım ürün adayı olarak 
kullanılabileceği kanaatine varılmıştır.

Abstract:
Ultraviolet (UV) rays are the most important cause of extrinsic aging that plays an 
important role in skin aging and is defined as photoaging. Photoaging causes loss 
of elasticity and wrinkle formation in the skin.
In the cosmetics market, with the increasing number of products, anti aging 
creams; it helps to reduce the appearance of wrinkles and lines on the skin and to 
form a smooth skin surface by having a regenerative effect on the skin.
The strategy of using nano-sized formulations to improve the transport and 
penetration of active substances in cosmetic applications and to protect them 
against oxidation has been the subject of investment for many trademarks today. 
Glycyrrhizic acid (GA) is one of the main components of licorice root (Glycyrrhiza 
glabra L.) and is used as a medicinal plant with various therapeutic properties. GA 
salts and esters are cosmetic ingredients that have uses in a variety of skin care 
products. GA also has an inhibitory effect against UV-induced photoaging in 
human dermal fibroblasts.
The aim of this thesis study is to develop an anti-aging nanoformulation 
containing GA for topical application. In this context, GA-loaded Poly(lactic-coglycolic acid) (PLGA) nanoformulation was prepared using the double emulsion 
method and characterized by various spectroscopic and imaging methods.
The encapsulation efficiency, loading capacity and in vitro release profile of the 
GA-loaded PLGA nanoformulation were determined, its genotoxicity was 
evaluated with the Ames test, and its cytotoxicity was evaluated with the 3-(4,5-
dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) test.
In addition, in silico analyzes were performed to clarify the efficacy of GA in 
preventing UVB-induced photoaging in HaCaT cells and the molecular mechanism 
of GA binding to Matrix metalloproteinases (MMPs).
Cream formulations were prepared with the obtained GA-loaded PLGA 
nanoformulation, organoleptic controls and physical tests were performed. Then, 
the cream formulations were taken into stability cabinets at three different 
ambient conditions, 5 ± 3 °C, 25 ± 2 °C 60% RH, 40 ± 2 °C 75% RH, and the 
same controls and tests were performed at the 15th day, 1st month and 3rd month 
periods. The tests were completed by repeating and comparing the initial 
conditions of the formulations.
The obtained in vitro and in silico results were evaluated and it was concluded 
that GA-loaded PLGA nanoformulation could be used as a skin care product 
candidate with anti-aging properties.