Çinko katkılanmış hidroksiapatit nanoparçacıklarının kanser hücrelerinin radyoduyarlılığına etkisi
Effect of zinc doped hydroxyapatite nanoparticles on radiosensitivity of cancer cells
Yazar: FAZLI YAĞIZ YEDEKÇİ
Danışman: PROF. DR. HÜSNÜ MURAT GÜRKAYNAK ; DR. ÖĞR. ÜYESİ METE YEĞİNER
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Klinik Onkoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Onkoloji = Oncology ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Hidroksiapatitler = Hydroxyapatites ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Neoplazm kök hücreleri = Neoplastic stem cells ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Çinko = Zinc

Özet:
Yedekçi, F.Y., Çinko Katkılanmış Hidroksiapatit Nanoparçacıklarının Kanser Hücrelerinin Radyoduyarlılığına Etkisi, Hacettepe Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Radyoterapi Fiziği Programı Doktora Tezi, Ankara, 2019. Bu çalışmada radyoduyarlılık profili açısından ilk kez araştırılacak çinko katkılı hidroksiapatit nanoparçacıklar sentezlenmiş ve karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Tüm karakterizasyonlarda kullanılan örnekler 500 °C'de 2 saat kalsine edildikten sonra 900 °C'de 1 saat sinterlenmiştir. X-ışını kırınımı desenlerinde örneklerin referans 09-0432 hidroksiapatit pikleri ile örtüştüğü görülmüştür. Ancak çinko katkılama miktarı arttıkça beta trikalsiyum fosfat fazları %1, %2, %5 ve %10 mol çinko katkılı örnekler için %7.3, %10, %33 ve %59 şeklinde arttığı izlenmiştir. Sentezlenen HA'ların bağ yapılarını incelemek amacıyla yapılan fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi analizleri sonucunda hidroksipatitlerin tüm karakteristik pikleri  %1, %2, %5 mol çinko katkılı örneklerde gözlenmiştir. Ancak %10 çinko katkılı numunelerde fosfat oksijen germe bağını gösteren 1087 cm-1'deki band kaybolmuştur. Taramalı elektron mikroskobu görüntülerinden parçacık boyutları saf, %1 mol, %2 mol, %5 mol ve %10 mol çinko katkılı numuneler için sırasıyla 218, 245, 246, 302 ve 352 nm olarak ölçülmüştür. 3-(4,5-dimetiltiyazol2-yl)-2,5-difeniltetrazolyum-bromür testi ile 72 saat sonunda saf hidroksiapatite göre canlılığın %1 mol, %2 mol, %5 mol ve %10 mol çinko katkılı örnekler için sırasıyla %50, %38, %160 ve %150 olduğu görülmüştür. Hücre sağkalım eğrilerinin 3-(4,5-dimetiltiyazol2-yl)-2,5-difeniltetrazolyum-bromür testi ile oluşturulması için bir optimizasyon çalışması yapılmıştır. Çalışmanın sonuçlarına göre testin yapılacağı en uygun zamanın 6 ve 8. günlerin olabileceği belirlenmiştir. Karakterizasyon ve canlılık testleri sonucunda %10 çinko katkılı hidroksiapatitlerde beta trikalsiyum fosfat oranın yüksek olması sebebiyle %5 çinko katkılı hidroksiapatit grubu western blot deneyinde kullanılmak üzere seçilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda %5 çinko katkılı hidroksiapatilerin biyouyumlu oldukları ve radyoterapi ile birlikte kullanıldıklarında hücre ölüm oranlarını arttırdığı gözlenmiştir.

Abstract:
In this study, zinc doped hydroxyapatite nanoparticles were synthesized and characterized for the first time in terms of the radiosensitivity profile. Zinc doped hydroxyapatites were produced in 4 different compositions in order to determine the best rate of doping. The samples used in all characterizations were calcined at 500 ° C for 2 hours and then sintered at 900 °C for 1 hour. X-ray diffraction patterns of the samples were found to overlap with the reference 09-0432 hydroxyapatite peaks. However, as the amount of zinc increased, beta tricalcium phosphate phases increased by 7.3%, 10%, 33% and 59% for 1%, 2%, 5% and 10 mol% zinc doped samples, respectively. As a result of fourier transform infrared spectroscopy analysis, all characteristic peaks of hydroxyapatites were observed in 1%, 2%, 5% zinc doped samples. However, for the 10% zinc doped samples, 1087 cm-1 band was lost which is showing the phosphate oxygen stretching bond. The particle sizes from the scanning electron microscope images were measured as 218, 245, 246, 302 and 352 nm for 1%, 2%, 5 % and 10% zinc doped powders, respectively. 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide assays showed viability was after 72 hours according to pure hydroxapatite 50%, 38%, 160% and 150% for 1%, 2%, 5% and 10% zinc doped samples, respectively. An optimization study was performed to generate cell survival curves using the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide assay. According to the results of the study, it was determined that the most appropriate time was 6 and 8 days for the test. As a result of the characterization and vitablity tests, the 5% zinc added hydroxyapatite group was selected for use in the western blot test because of the high rate of beta tricalcium phosphate in 10% zinc doped hydroxyapatites. As a result of the study it was observed that 5% zinc doped hydroxyapatites were biocompatible and increased cell death rates when used with radiotherapy.