Manyetik rezonans görüntülemede kontrast ajanı taşıyıcı platformu olarak süperparamanyetik demir oksit nanopartikül (SPION) sentezi
Synthesis of superparamagnetic iron oxide nanoparticle (SPION) as contrast agent carrier in magnetic resonance imaging
Yazar: BURAK GÜNER
Danışman: PROF. DR. SEMA SALGIN
Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Boyutları nanometre ile mikrometre arasında değişen manyetik partiküllerin medikal amaçlı kullanımı günümüzde giderek artmaktadır. Medikal uygulamalar için manyetik partiküllerin en önemli özelliği toksik olmaması, biyouyumlu olması, enjekte edilebilir olması, hedef doku veya organda yüksek seviyede birikimidir. Son zamanlarda manyetik nanopartiküller, manyetik rezonans görüntülemede (MRG) kontrast ajanı taşıyıcısı olarak ve kanser termoterapisinde (hipertermia) ısıtma ortamı olarak kullanım potansiyellerinden dolayı oldukça dikkat çekmektedir. Paramanyetik iyonlarla karşılaştırıldığında, süperparamanyetik demir oksit partikülleri yüksek molar relaksiviteye sahiptir ve dokuya spesifik ajan olarak kullanıldığında düşük derişimlerde bile avantajlar sunar. Ticari kontrast ajanları aktif hedefe yönelme özelliğinden yoksundur, fakat karaciğerde ve dalakta kontrast farkını artırmak için kullanışlıdır. Süperparamanyetik demir oksit nanopartiküller (SPION) yeni ilaç taşıyıcı sistemler olarak son zamanlarda üzerinde en fazla çalışılan konular arasındadır. SPION biyolojik uygulamalarında, biyomolekül ve SPION arasındaki arayüzey kontrolünün çok iyi sağlanması ve moleküler seviyede anlaşılması gerekir. Bilimsel çalışmalarda ve uygulamalarda sulu çözeltide dağılabilen, kararlı ve manyetik cevabı yüksek monodispers SPION tercih edilmektedir. Bu yüksek lisans tez projesinde, lineer gadonilium şelatlarından olan ve MRG'de kontrast ajanı olarak kullanılan Gd-DPTA'nın etkinliğini arttırmak amacıyla SPION ilaç taşıyıcı platformuna konjugasyonu gerçekleştirilmiştir. Üretilen SPION iki farklı yöntemle karboksimetil-β-siklodektrin (CM-β-CD) ile modifiye edildikten sonra model ilaç olarak seçilen Gd-DPTA'nın taşıyıcı SPION üzerine yüklemesi yapılmıştır. Birlikte çöktürme yöntemi ile üretilen SPION ve ilaç taşıyıcı sistemlerin ortalama hidrodinamik çapı ve zeta potansiyeli değerleri sırası ile dinamik ışık saçılımı (DLS) ve faz analizi ışın saçılımı (PALS) yöntemi ile kimyasal yapıları ise FTIR spektrofotometresiyle, partikül morfolojisi taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizleriyle gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Magnetic particles ranging from the nanometer to micrometer scale are being used in an increasing number of medical applications. The important properties of magnetic particles for medical applications are nontoxicity, biocompatiblilty, injectability and high-level accumulation in the target tissue or organ. Currently, magnetic nanoparticles are attracting attention because of their potential use as contrast agent's carrier for magnetic resonance imaging (MRI) and heating mediators for cancer thermotherapy (hyperthermia). In comparison to paramagnetic ions, super-paramagnetic iron oxide particles have higher molar relaxivities, and when used as tissue-specific agents, they may offer advantages at low concentrations. Commercial contrast agents do not have active targeting ability, but are useful for enhancing the contrast differences of the liver or spleen. Superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPION) as a new drug transport systems are among the topics the most extensively studied in recent years. SPION applications in biology require molecular level understanding and control of the interface between biomolecules and SPION. A water-dispersible, stable and monodisperse nanoparticle system with good magnetic response is preferred to enable these studies and applications. In this master thesis project,  in order to increase the efficiency of Gd-DPTA used as MRG contrast agent and linear gadonilium chelates the conjugation of Gd-DPTA on SPION drug carrier platform was carried out. After the produced SPION modification with carboxymethyl-β-cyclodextrine (CM-β-CD) in two methods, Gd-DTPA selected as model drug was loaded on SPION carrier. The avarage hydrodynamic diameter and zeta potential of SPION and drug carrier system which was produced by co-precipitation method was determined by dynamic light scattering (DLS) and phase analysis light scattering (PALS)  respectively. The structural changes of SPION and drug carrier system was analyzed with FTIR spectrometer and their morphological structure was analyzed with SEM analysis.