Antiretroviral ilaç baskılanmış polimerik nanopartiküllerin hazırlanması, karakterizasyonu ve nazal salınım sistemlerde kullanılması
Preparation and characterization of antiretroviral drug imprinted polymeric nanoparticles as nasal release systems
Yazar: CANSUN ARIKAN
Danışman: PROF. DR. NİLAY BERELİ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry

Özet:
Moleküler baskılanmış polimerlerin stereospesifik tanımaya sahip olmaları gibi üstün özellikleri, onların son zamanlarda ilaç salınımı gibi biyomedikal uygulamalarda da kullanılmalarını gündeme getirmiştir. 
Nazal kontrollü salım sistemleri, terapötik etkiyi optimum dozda, doğru zamanda ve doğru yerde kullanarak ilacı hedef dokuya iletmeye dayanan etkin bir tedavi yöntemidir. Nazal salınım sistemi ile ilaç iletimi, hafif asidik pH derecesine sahip olması ve bu bölgede enzimatik aktivitenin düşük olması sebebiyle avantajlı bir yöntemdir. Kontrollü salım sistemlerinin hazırlanmasında kullanılan biyomalzemeler, doğal veya sentetik olarak elde edilebilen polimerik sistemlerdir ve her geçen gün çeşitleri artmaktadır. Bu sistemlerden birisi de nanopartiküllerdir. Nanopartiküller üstün özellikleri sayesinde birçok çalışmada biyomalzeme olarak kullanılmaktadır. Hidrofilik nanopartiküller, mukozanın yapışkanlığından dolayı, istenen moleküllerin nazal yolla salınımında önemli rol oynar. 
Mukozaya yapışan nanopartikül sistemleri, mukozaya güçlü bir şekilde bağlandıkları ve musinin viskozitesini artırdıkları için mukozal absorpsiyonu iyileştirir. Böylelikle nazal mukosiliyer klirens oranını önemli ölçüde azaltırlar ve böylece formülasyonun burun boşluğunda kalma süresini uzatırlar.
Bu doğrultuda, tez kapsamında RTV baskılanmış nanopartiküllerin sentezlenerek nazal salınım sistemlerinde kullanılması hedeflenmiştir. Tezin ilk aşamasında, MATrp- RTV kompleksi oluşturulmuş ve mini-emülsiyon polimerizasyonu ile RTV baskılanmış poli(HEMA-MATrp) nanopartikülleri sentezlenmiştir. Ayrıca baskılanmamış nanopartiküller, kalıp molekül Ritonavir olmadan sentezlenmiştir. Tezin ikinci aşamasında, FTIR, SEM, Zeta Boyut Analizi ve yüzey alanı hesaplamaları yardımı ile sentezlenen nanopartiküllerin karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Zeta boyut analizi sonucunda Ritonavir (RTV) baskılanmış nanopartiküllerin ortalama boyutu 88.46 nm'dir ve polidispersitesi 0.279 olarak ölçülmüştür. MIP nanopartikülün spesifik yüzey alanı 628.34 m2/g olarak bulunmuştur. Tezin üçüncü aşamasında, in vitro koşullarda Ritonavirin salımı üzerine çalışmalar gerçekleştirilmiş ve UV spektrofotometre kullanılarak  salınan RTV miktarı belirlenmiştir. pH, sıcaklık ve derişim parametrelerinin ilaç salım davranışlarına etkileri gözlemlenmiştir. Yapılan salım çalışması kinetik olarak incelenmiştir ve ilaç salımının Korsmeyer-Peppas yasasına uyan bir salım olduğu ve kontrollü salım için uygun olduğu belirlenmiştir. Tezin son bölümünde ise, sitotoksisite çalışmalarında yapılan analizlerin (MTT testi) sonucunda, sentezlenen nanopartiküllerin canlı hücrelerde herhangi bir sitotoksisite göstermediği görülmüştür. Bu çalışma, RTV baskılanmış nanopartiküllerin nazal salınım sitemlerinde kullanımı için hızlı, hassas ve kontrollü bir analiz yöntemi olduğunu göstermiştir. 


Anahtar Kelimeler: Antiretroviral ilaç, Ritonavir, Nanopartikül, Moleküler baskılanmış nanopartiküller, Kontrollü ilaç salımı, Nazal salınım.

Abstract:
The superior properties of molecularly imprinted polymers, such as stereospecific recognition, have recently brought their use in biomedical applications such as drug release. 
Nasal controlled release systems are an effective treatment method based on delivering the drug to the target tissue by using the therapeutic effect at the optimum dose, at the right time and at the right place. Drug delivery via the nasal release system is an advantageous method because of its slightly acidic pH and low enzymatic activity in this region. Biomaterials used in the preparation of controlled release systems are polymeric systems that can be obtained naturally or synthetically and their varieties are increasing day by day. One of these systems is nanoparticles. Thanks to their superior properties, nanoparticles are used as biomaterials in many studies. 
Due to the adhesiveness of the mucosa, hydrophilic nanoparticles play an important role in the nasal release of desired molecules. Mucoadhesive nanoparticle systems improve mucosal absorption as they bind strongly to the mucosa and increase the viscosity of mucin. Thus, they significantly reduce the nasal mucociliary clearance rate and thus prolong the residence time of the formulation in the nasal cavity. 
In this direction, it is aimed to synthesize RTV-imprinted nanoparticles and use them in nasal release systems within the scope of the thesis. In the first stage of the thesis, MATrp- RTV complex was formed and RTV imprinted poly(HEMA-MATrp) nanoparticles were synthesized by mini-emulsion polymerization. In addition, non-imprinted nanoparticles were synthesized without the template molecule Ritonavir. In the second stage of the thesis, the characterization of the synthesized nanoparticles was carried out with the help of FTIR, SEM, Zeta Size Analysis and surface area calculations. As a result of Zeta size analysis, the average size of Ritonavir (RTV) imprinted nanoparticles was 88.46 nm and its polydispersity was measured as 0.279. The specific surface area of the MIP nanoparticle was found to be 628.34 m2/g. In the third stage of the thesis, studies on the release of Ritonavir under in vitro conditions were carried out and the amount of RTV released was determined using UV spectrophotometer. The effects of pH, temperature and concentration parameters on drug release behavior were observed. The release study was kinetically examined and it was determined that the drug release is a release that complies with the Korsmeyer-Peppas law and is suitable for controlled release. In the last part of the thesis, as a result of the analyzes performed in cytotoxicity studies (MTT test), it was observed that the synthesized nanoparticles did not show any cytotoxicity in living cells. This study demonstrated that RTV imprinted nanoparticles are a fast, sensitive and controlled analysis method for the use of nasal release systems.


Keywords: Antiretroviral drug, Ritonavir, Nanoparticle, Molecular imprinting nanoparticles, Controlled drug release, Nasal release.