Amfifilik blok kopolimerler kullanılarak nanopartikül formülasyonlarıının geliştirilmesi ve in vitro değerlendirilmesi
Development of nanoparticle formulations using amphiphilic block copolymers and their in vitro evaluation
Yazar: HARİKA ÖCAL
Danışman: PROF. DR. SEMA ÇALIŞ
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Antineoplastik ajanlar = Antineoplastic agents ; Flüorourasil = Fluorouracil ; Glikolik asit = Glycolic acid ; Kopolimerler = Copolymers ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Polilaktid = Polylactide ; Polilaktik asit = Polylactic acid

Özet:
5-Fluorourasil (5-FU) genellikle parentral yolla hedef dokuya gönderilen kuvvetli bir antikanser maddedir. Parenteral yolla uygulanan hedeflendirilmiş ilaç taşıyıcı sistemlerin kanda uzun süre kalması istenmektedir, ancak bu sistemler, genellikle mononükleer fagositik sistem hücrelerince fagosite edilmektedirler. Bu nedenle kan dolaşımında kalış süresini uzatabilecek etkin bir ilaç taşıyıcı sistemin geliştirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada, bir çeşit amfifilik triblok kopolimer olan PEG-PPG-PEG kullanılarak yüzeyi modifiye edilmiş, kanser tedavisine yönelik 5-FU yüklü PLA/PEG-PPG-PEG ve PLGA/PEG-PPG-PEG nanopartikülleri hazırlanmış ve nanopartiküllerin; partikül büyüklüğü, zeta potansiyeli, yükleme etkinliği, yüzey morfolojisi, salım özellikleri, DSC analizleri, FT-IR spektrumları ve sitotoksisiteleri değerlendirilmiştir. Nanopartiküller emülsifikasyon ve çözücü buharlaştırma yöntemine göre hazırlanmıştır. Hazırlanan nanopartikül formülasyonlarına ilişkin üretim verimleri, % 72.4 ile % 87.6 arasında değişmektedir. Bütün formülasyonların ortalama partikül büyüklükleri 200 nm'nin altında ve polidispersite indeksleri 0.5'den küçük bulunmuştur. İn vitro salım çalışmalarında, 1:10 oranında PLA (Mw=10000 Da) ve PEG-PPG-PEG kullanılarak hazırlanan formülasyon 6.7. saatte etkin maddenin % 50'sini salarken, 72. saat sonunda en yüksek oranda (% 94) 5-FU salan formülasyon olmuştur. Sitotoksisite çalışmalarında antikanser aktiviteyi değerlendirmek için Caco-2 hücreleri kullanılmış, etkin madde yüklü olan formülasyonlar boşlara göre anlamlı derecede sitotoksik bulunmuştur. Bu sonuçlara göre, 5-FU yüklü PLA/PEG-PPG-PEG ve PLGA/PEG-PPG-PEG nanopartikülleri, in vivo çalışmaların da desteklemesi durumunda, kanser tedavisinde potansiyel sistemler olarak değerlendirilebilir.

Abstract:
5-Fluorouracil (5-FU) is a potent anticancer agent that is generally administered parenterally to access the target tissue. Most targeted systems are administered parenterally and in order to reach their target, prolonged blood circulation times are important. However, this is often hampered by rapid carrier phagocytosis by cells of the mononuclear phagocyte system. That is why; it is focused to develop formulations which have long plasma residence time of drug. In this study, modifying the nanoparticle surface properties with PEG-PPG-PEG that is a type of amphiphilic triblck copolymer, 5-FU was encapsulated in PLA/PEG-PPG-PEG and PLGA/PEG-PPG-PEG nanoparticles for the treatment of cancer. The nanoparticles were characterized through particle size determination, zeta potential, encapsulation efficiency, surface morphology determinations, in vitro release studies, DSC thermograms, FT-IR spectrums and cytotoxicity studies. Nanoparticles were prepared with emulsification/solvent evaporation technique. Manufacturing yields of nanoparticles are between 72.4 % and 87.6 %. Mean particle sizes were under 200 nm and polydispersity indices were lower than 0.5 for all formulations. In vitro release studies showed that, when PLA (Mw=10000 Da) and PEG-PPG-PEG are used with the ratio of 1:10, the formulation release 50 % of active substance at 6.7 hour and the highest release (94 %) at 72 hour. Anticancer efficacy of the nanoparticles was evaluated against Caco-2 human colon adenocarcinoma cells. 5-FU loaded nanoparticles showed higher anticancer efficacy than blank nanoparticles significantly. These results indicated that 5-FU loaded PLA/PEG-PPG-PEG and PLGA/PEG-PPG-PEG nanoparticles emerge as promising carrier systems for the cancer treatment, in case supported by required in vivo studies.