Akciğer kanseri tedavisinde kullanılmak üzere nanopartikül içeren kuru toz inhaler formülasyonu hazırlanması, karakterizasyonu ve in vitro değerlendirilmesi
Development, characterization and in vitro evaluation of dry powder inhaler formulation containing nanoparticles for use in lung cancer treatment
Yazar: ZEYNEP MERVE GEYİK
Danışman: DOÇ. DR. YAĞMUR AKDAĞ ÇAYLI
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı / Biyofarmasötik ve Farmakokinetik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology

Özet:
Bu tezde küçük hücreli dışı akciğer kanseri tedavisinde kullanılmak üzere gefitinib nanopartikülleri içeren kuru toz inhaler formülasyonu geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla 130 nm'nin altında albümine bağlı gefitinib nanopartikülleri yüksek basınçlı homojenizasyon yöntemi ile hazırlanmış ve tümöre aktif hedefleme amacıyla hyaluronik asit (HA) kaplaması yapılmıştır. Formülasyonlarda hedeflenen boyutlarda tekdüze nanopartiküllerin eldesi için akciğerin yüzeyinde doğal yüzey aktif madde olarak bulunan Dipalmitoil fosfatidilkolin (DPPC) kullanılmıştır. Nanopartiküllerin inhale edilebilir boyutlara ve toz özelliklerine sahip olabilmesi için formülasyonlara taşıyıcılar eklenmiş ve liyofilize edilmiştir. Kuru toz inhaler (KTİ) formülasyonlarının aerosolize olarak akciğerin derinliklerine ulaşabilmesi için partiküllerin 1-5 μm aerodinamik çapa sahip olması amaçlanmıştır. Farklı taşıyıcılar içeren kuru toz inhaler formülasyonlarının aerodinamik özellikleri Andersen Kademeli Ayrıştırıcı (ACI) ile analiz edilmiştir. Taşıyıcı olarak fenilalanin-mannitol kombinasyonu ile en iyi aerodinamik özellikler ve in-vitro salım davranışı sağlanmıştır. Suda çözünmeyen kristal yapılı gefitinibin nanopartikülleri oluşturularak yüzey alanı geniş, inhale edilebilir amorf yapılı liyofilize toz hale getirilmesi ile sudaki çözünürlüğü artırılmıştır. Simüle akciğer sıvısı ortamında yapılan in vitro salım deneylerinde geliştirilen KTİ formülasyonunun 72 saat boyunca etkin madde salımına devam ettiği görülmüştür. Lewis Lung Carcinoma-1(LLC1) hücre hattında yapılan 3(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolyumbromür (MTT) testleri ile KTİ formülasyonun 72 saatte gefitinib etkin maddesine göre çok daha düşük dozlarda kanser hücrelerinin canlılığını azalttığı görülmüştür. Nil kırmızısı yüklenen KTİ formülasyonlarının LLC1 hücrelerine alımı floresans mikroskobu ile görüntülenmiştir.

Abstract:
In this thesis, the aim was to develop a dry powder inhaler formulation containing gefitinib nanoparticles for the treatment of non-small cell lung cancer. Gefitinib nanoparticles, below 130 nm in size, were prepared using a high-pressure homogenization method and then coated with hyaluronic acid (HA) for active targeting to the tumor. To achieve uniform nanoparticles in the desired size, Dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) present as a natural surfactant on the lung surface was used in the formulations. Carriers were added to the formulations and lyophilized to obtain inhalable particle sizes and powder characteristics. The target was to have particles with a diameter of 1-5 μm to reach the depths of the lungs as aerosolized dry powder inhalers (DPI)s. Different dry powder inhaler formulations containing various carriers were analyzed to evaluate their aerodynamic properties using the Andersen Cascade Impactor (ACI). The combination of phenylalanine-mannitol as carriers provided the best aerodynamic properties and in vitro release behavior. The water solubility of poorly soluble crystalline gefitinib was increased by forming gefitinib nanoparticles and converting them into an inhalable amorphous lyophilized powder with a wide surface area. In vitro release experiments in simulated lung fluid showed that the developed DPIs continued to release the active substance for 72 hours. 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) tests on the Lewis Lung Carcinoma-1 (LLC1) cell line revealed that the DPI reduced the viability of cancer cells at much lower doses compared to gefitinib active pharmaceutical ingredient at 72 hours. Cellular uptake of Nile red-loaded DPI formulations in LLC1 cells was visualized using a fluorescence microscope.