Nanolipozom ile Pistacia terebinthus L. yaprağı ekstraktının enkapsülasyonu ve karakterizasyonu
Encapsulation and characterization of Pistacia terebinthus L. leaf extract with nanoliposome
Yazar: ALİ YILMAZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MÜNEVVER MÜGE ÇAĞAL
Bursa Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Bu çalışmanın amacı, sentezlenen nanolipozom yapıları içerisine Pistacia terebinthus bitkisinden elde edilen etanol ekstraktının enkapsüle edilmesinden sonra nanolipozomal formülasyonun antibakteriyal aktiviteye etkilerinin belirlenmesidir. 
Türkiye'nin birçok yerinde yetişen çok yıllık bir bitki olan menengiçin yapısında birçok değerli kimyasal bileşik (terpenoidler, fenolik bileşikler, yağ asitleri ve stereoller gibi) bulunmaktadır.  İçerdiği kimyasal bileşenler sayesinde antioksidan, antienflamatuar, antibakteriyal ve sitotoksik etkinliği olan bir bitkidir. 
Lipozomlar ise, farmosötik ve gıda gibi çeşitli alanlarda etken maddelerin enkapsülasyonu için kullanılan biyouyumlu malzemelerdir. Enkapsüle ettiği etken maddelerin daha stabil halde taşınımını sağlaması ile hücre veya doku seviyesinde alımlarını kolaylaştırarak, biyolojik dağılımlarını arttıran ilaç salınım sistemleridir. Yapısal olarak, lipofilik ve hidrofilik bölgeler içeren lipozomlar, bir veya daha fazla konsantrik lipid çift tabakasından oluşan fosfolipid veziküllerdir. Bundan dolayı, lipozomal sistemler hem lipofilik hem de hidrofilik çeşitli ilaçları veya bileşikleri yakalama ve tutma kabiliyetine sahiptir. Enkapsülleme sistemleri için lipozomlar, esnek, tamamen biyobozunur, biyo-uyumlu, toksik ve immünojenik olmamalarından dolayı tercih edilmektedir.
Bu çalışmada, nanolipozom dispersiyonu iki aşamada hazırlanmıştır. Birincil homojenizasyon olarak direk uç (prob) sonikasyon içeren mikro emülsiyon tekniği ile farklı yapılarda lipozomların oluşturulması sağlanılmıştır. İkincil homojenizasyon olarakta yüksek basınçlı homojenizasyon yöntemlerinde biri olan mikro akışkanlaştırma (15000 psi) tekniği sayesinde lipozom dispersiyonlarının daha stabil formu olan nanolipozomlar (SUV) oluşturulmuştur. Oluşturulan lipozom dispersiyonu liyofilize edilerek, enkapsülasyon ve diğer fiziksel stabilite deneyleri için muhafaza edilmiştir. Boş lipozomlar üzerinde yapılan fiziksel karakterizasyon deneyleri; partikül büyüklüğünü ve lipozomların yükü (zeta (ζ) potansiyeli) malvern zeta potansiyeli ve dinamik ışık saçılım cihazı ile ölçülmüştür. Bununla birlikte, menengiç bitkisinin etanol ekstraktının lipozomla enkapsüllenmesinden sonra fiziksel karakterizasyon için santrifüj ile enkapsülasyon verimliliği ölçülmüştür. 
En yüksek enkapsülasyon verimini elde etmek için, etanol ekstraktı ve lipozom dispersiyonu (0,9:0,5 a/a) bir araya getirilerek enkapsülleme işlemi gerçekleştirilmiştir. Enkapsüle ekstrakların antibakteriyal aktivitesi için disk difüzyon ve minimum inhibisyon konsantrasyonu testleri yapılmıştır. Sırasıyla Staphylococcus aureus ve Escherichia coli için gruplandırılan menengiç yaprağı etanol ekstraktı (MYE), lipozom ile enkapsüllenen menengiç yaprağı ekstraktı (NLMYE), pozitif kontrol olarak ofloksasin ve negatif kontrol olarak ise otoklavlanmış saf su kullanılarak, 18, 24 ve 48 saat sonunda elde edilen zon çapları karşılaştırılmıştır. Minimum inhibitör konsantrasyon tekniği ile 5.105 kob başlangıç miktarına sahip E. coli ve S. aureus bakterilerine karşı 24 saatlik inkübasyondan sonra %90-100 aralığında inhibitör etki gösteren NLMYE'nin minimum değeri, E. coli için 0,114 mg olarak ve S. aureus için 0,0838 mg olarak ölçülmüştür. 
Bu çalışmanın sonuçlarına göre, laboratuar koşullarında, gram (-) bakteri olarak E. coli ve gram (+) bakteri olarak S. aureus üzerinde nanolipozom ile enkapsüle olan menengiç bitkisinin antibakteriyal aktiviteye sahip olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
The aim of this study is to determine the effects of nanoliposomal formulation on antibacterial activity after encapsulated ethanol extract from Pistacia terebinthus plant into the synthesized nanoliposome structures.
P. terebinthus grown in Turkey's many parts, is a perennial plant and isolated from various regions due to various chemical compounds (terpenoids, phenolic compounds, such as fatty acids and stereol on) antioxidants and inflammatory, antimicrobial and cytotoxic effects. Liposomes, are drug delivery systems that increase the biodistribution of agents used for applications in various fields, thereby facilitating the more stable transport and thus uptake at the cell or tissue level for higher organisms. Structurally, they are phospholipid vesicles consisting of one or more concentric lipid bilayers containing lipophilic and hydrophilic domains. Thus, liposomal systems have the able to capture and retain various lipophilic and hydrophilic drugs or compounds. Liposomes for encapsulation systems are preferred because they are flexible, fully biodegradable, biocompatible, nontoxic and non-immunogenic.
Nanoliposome dispersion was produced in two stages in this study. The microemulsion technique containing direct end (probe) sonication, known as primary homogenization, enabled the formation of liposomes in different structures. Microfluidization (15000 psi) technique, which is one of the high-pressure homogenization methods, also known as secondary homogenization, has also produced more stable nanoliposomes (SUV) of liposome dispersions. The formed liposome dispersion was then lyophilized and stored for encapsulation and other physical stability experiments. Physical characterization experiments on empty liposomes; particle size and charge of liposomes (zeta (ζ) potential) were measured with malvern zeta potential and dynamic light scattering device. 
To achieve the highest encapsulation efficiency, the encapsulation was performed by combining the aqueous solution and the liposome dispersion (0,9:0,5 w/w). Disc diffusion and minimum inhibition concentration tests were performed for the antimicrobial activity of the encapsulated extracts. Terebinth leaf extract (MYE) grouped for Staphylococcus aureus and Escherichia coli respectively, liposome encapsulated terebinth leaf extract (NLMYE), ofloxacin as positive control and autoclaved pure water as negative control, obtained at 18, 24 and 48 hours.  In addition, using the minimum inhibitory concentration technique, the minimum value NLMYE showing inhibitory effect in the range of 90-100% after 24 hours incubation against E. coli and S. aureus bacteria having an initial amount of 5.105 cfu was 0,0838 mg for S. aureus, was recorded as 0,114 mg for E. coli.
The results of this study determined that antibacterial activity of P. terebinthus, which was encapsulated with nanoliposomes on E. coli as gram negative bacteria and S. aureus as gram positive bacteria, in laboratory conditions.