Geri Dön

Korneal yara tedavisi için berberin yüklü nanofiber ilaç taşıyıcı sistemlerinin geliştirilmesi ve İn vitro karakterizasyonu

Development and In vitro characterization of berberine loaded nanofiber drug delivery systems for the treatment of corneal wound

  1. Tez No: 1024339
  2. Yazar: AYFER GÜLER
  3. Danışmanlar: PROF. DR. AYŞEGÜL KARATAŞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Eczacılık ve Farmakoloji, Pharmacy and Pharmacology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ankara Üniversitesi
  10. Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Eczacılık Teknolojisi Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Eczacılık Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Korneal yaranın iyileşme süreci, görme üzerinde olumsuz etkiler yaratabilecek fibrozis ve skar oluşumuna yol açması nedeniyle iyileşme açısından önemli bir zorluk teşkil etmektedir. Bu nedenle, kornea yara tedavisi sırasında doku ve görmenin şeffaflığı korunurken enflamasyonu azaltacak ve doku onarımını destekleyecek etkili tedavi yöntemlerinin geliştirilmesi gerekmektedir. Berberin klorür' ün mevcut göz damlası formu oküler yüzeyi korumak ve inflamasyonu tedavi etmek amacıyla kullanılmaktadır. Göz damlaları topikal uygulandığında ilacın yalnızca %5'i absorbe olabilmektedir. Uygulanan çözeltinin büyük bir kısmı gözün nazolakrimal kanal drenajı ile atılarak zayıf biyoyararlanım göstermektedir. Bu tez çalışması kapsamında uygun biyouyumluluğa ve kornea yaralanması üzerinde iyileştirici etkiye sahip ideal nanofiber iskeleti elde etmek amacıyla elektroeğirme yöntemiyle PCL iskeletine berberin klorür yüklenmiştir. Nanofiber üretim yöntemi olarak elektroeğirme yöntemi kullanılmıştır. DCM: DMF, Kloroform: Metanol, DCM: DMSO ve Kloroform: TFE dört farklı çözücü karışımı ile akış hızı ve uygulanan voltaj değerleri gibi işlem parametreleri değiştirilerek formülasyon optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Her çözücü sistemi ile hazırlanmış dört formülasyonun fizikokimyasal ve mekanik özellikleri, in vitro salım profilleri ve enkapsülasyon etkinlikleri (%) ölçülmüştür. Yüzey karakterizasyon çalışmaları kapsamında BET analizi, por hacmi ve çap ölçümü yapılmıştır. In vitro hücre kültürü çalışmaları kapsamında HCE-2 hücre hattı üzerinden MTT sitotoksisite testi ile %canlılık değerleri ve IC50 değerinin saptanması, LPS ile indüklenmiş inflamasyon modelinde hücrelerde gerçek zamanlı PCR yöntemiyle proinflamatuvar sitokin olan TNF-α ve korneal doku yıkımı ve skar oluşumundan sorumlu matriks metalloproteinazların (MMP-2 ve MMP-9) mRNA ekspresyon seviyelerinin incelenmesi ve son olarak ELISA testi ile proinflamatuvar sitokinlerden biri olan IL-6 konsantrasyonunun analizi gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen optimal nanofiber formülasyonu rastgele yerleşimli F13 nanofiberi seçilmiştir. Ortalama nanofiber çap değeri 251 ± 61 nm, mukoadezyon işi 0,00158±0,0008 mJ, %kopma uzaması %41,32 ± 7,78, gerilme direnci 0,219 ± 0,050 MPa, young modülü 0,013 ± 0,005 MPa, spesifik yüzey alanı 15,58 m2/g, toplam por çapı 0,0599, ortalama por çapı 3,936 nm, porozitesi %53,01 olarak ölçülmüştür. Temas açısı değeri 113,4° olarak bulunmuştur. Optimal formülümüzün uygulama kesit alanı olan 0,5 cm2 yüzey alanında yaklaşık olarak 14,8 µg etkin madde içermektedir. 8 saat içerisinde etkin maddenin tamamı salınmıştır. ISO standartlarına göre % canlılık değerinin %70 ve üzerinde olması biyomalzemenin sitotoksik etki göstermediği ve biyouyumlu olduğunu göstermektedir. MTT sitotoksisite çalışmaları sonucunda F13 formülasyonu % canlılık değeri %83,03 ± 2,457 ve IC50 değeri 107,370 µg olarak ölçülmüş HCE-2 hücre hattı üzerinde sitotoksik etki göstermediği ve yara iyileşme sürecindeki temel hücre göçünü engellemediği görülmüştür. F13 nanofiber formülasyonunun HCE-2 hücre hattı üzerinde LPS ile indüklenmiş inflamasyon modelinde kontrol grubuna kıyasla tüm dozlarda TNF-α genine ait mRNA ekspresyonunu güçlü bir şekilde baskıladığı, berberin klorür' e kıyasla istatistiksel olarak anlamlı bir fark oluşturmadığı, MMP-2 genine ait mRNA ekspresyonu incelendiğinde, F13 formülasyonunun ise hem kontrol grubu hem de saf berberin klorür' e kıyasla anlamlı derecede MMP-2 genine ait mRNA ekspresyonunu baskıladığı (p=0,0001<0,005), MMP-9 genine ait mRNA ekspresyonunu incelendiğinde F13'ün tüm dozlarında saf berberin klorür' e kıyasla anlamlı bir farklılık olduğu görülmüştür. Ayrıca 18,5 ve 37 µg/ml dozlarında daha yüksek baskılama görülürken 55,5 ve 74 µg/ml dozlarında daha düşük baskılama görülmüştür. Yüksek dozlarda berberin klorür' ün yarattığı toksisite ve stres kaynaklı mRNA ekspresyonu baskılaması azalmıştır. Bunun temel sebebi berberin klorür' ün bifazik doz yanıtı göstermesine bağlanmıştır. Stabilite çalışmalarında ICH kılavuzunda belirtilen üç farklı koşullarda 5°C ± 3°C, ortam neminde, 25 ± 2 °C %60 BN ve 40 ± 2°C/%75 BN' de 1 ay boyunca stabilite çalışmaları yürütülmüştür. Uygun zaman aralıklarında enkapsülasyon etkinliği, kopma uzaması (%), gerilme direnci (MPa), mukoadezyon iş değeri incelenmiş ve in vitro salım çalışması yapılmıştır. %73,86 ± 0,5 %EE, %50,00 ± 1 kopma uzaması, 0,157± 0,020 MPa gerilme direnci, 0,0010 ± 0,0005 mJ mukoadezyon iş değeri ile başlangıç verilere en yakın değerler 5°C±3°C, ortam neminde elde edilmiş ve en uygun saklama koşulu seçilmiştir.

Özet (Çeviri)

The healing process of a corneal wound poses a significant challenge because it can lead to fibrosis and scar formation, which may adversely affect vision. Therefore, it is necessary to develop effective treatment methods that reduce inflammation and support tissue repair while preserving tissue integrity and visual clarity during corneal wound treatment. The current eye drop formulation of berberine chloride is used to protect the ocular surface and treat inflammation. When eye drops are applied topically, only 5% of the drug is absorbed. A large portion of the administered solution is eliminated via the eye's nasolacrimal duct, resulting in poor bioavailability. As part of this thesis study, berberine chloride was loaded onto a PCL scaffold using the electrospinning method to obtain an ideal nanofiber scaffold with appropriate biocompatibility and a healing effect on corneal injuries. The electrospinning method was used for nanofiber production. Formulation optimization was performed by varying process parameters—such as flow rate and applied voltage using four different solvent mixtures: DCM: DMF, Chloroform: Methanol, DCM: DMSO, and Chloroform: TFE. The physicochemical and mechanical properties, in vitro release profiles, and encapsulation efficiencies (%) of the four formulations prepared using each solvent mixture system were measured. As part of the surface characterization studies, BET analysis, pore volume, and diameter measurements were performed. Within the scope of in vitro cell culture studies, the determination of viability (%) and the IC50 value via MTT cytotoxicity test on the HCE-2 cell line; the examination of mRNA expression levels of the proinflammatory cytokine TNF-α and MMP-2, MMP-9 responsible for corneal tissue destruction and scar formation via real time polymerase chain reaction (RT-PCR) in cells within and LPS-induced inflammation model and finally the analysis of the concentration of IL-6,which is one of the proinflammatory cytokines, via ELISA test were carried out. The randomly oriented F13 nanofiber was selected as the optimal nanofiber formulation. The average nanofiber diameter was 251 ± 61 nm, the work of mucoadhesion was 0.00158 ± 0.0008 mJ, the elongation at break was 41.32 ± 7.78%, the tensile strength was 0.219 ± 0.050 MPa, Young's modulus was 0.013 ± 0.005 MPa, the specific surface area was 15.58 m2/g, the total pore diameter was 0.0599, the average pore diameter was 3.936 nm, and the porosity was 53.01%. The contact angle was determined to be 113.4°. Our optimal formulation contains approximately 14,8 µg of active ingredient in a surface area of 0.5 cm2 which is the application cross-sectional area. The entire active ingredient was released within 8 hours. According to ISO standards, a viability value of 70% or higher indicates that the biomaterial does not exhibit cytotoxic effects and is biocompatible. As a result of MTT cytotoxicity studies, the F13 formulation was measured to have a viability value of 83.03% ± 2.457 and an IC50 value of 107.370 µg and it was observed that it did not exhibit cytotoxic effects on the HCE-2 cell line and did not inhibit the fundamental cell migration involved in the wound healing process. It was observed that the F13 nanofiber formulation strongly supressed the mRNA expression of the TNF-α gene at all doses inthe LPS-induced inflammation model on the HCE-2 cell line compared to the control group,while not creating a statisticallt significant difference compared to berberine chloride;when the mRNA expresiion of the MMP-2 gene was examined, the F13 formulation significantly supressed the mRNA expression of the MMP-2 gene compared to both the control group and pure berberine chloride (p=0,0001<0,005) and when the mRNA expression of the MMP-9 gene was examined, a significant difference was observed at all doses of the F13 compared to pure berberine chloride. Furthermore, while higher supression was observed at doses of 18.5 and 37 µg/mL. At high doses, the supression of mRNA expression caused by the toxicity and stress induced by berberine chloride exhibiting a biphasic dose response. Stability studies, were conducted for one month under three different conditions specified in the ICH guidelines 5°C ± ambient humidity, 25 ± 2 °C at 60% RH, and 40 ± 2°C/%75% RH. At appropriate time intervals, encapsulation efficiency, elongation at break (%), tensile strength (MPa), and mucoadhesion values were examined, and an in vitro release study was conducted. Values closest to the initial data 73.86 ±0.05 EE%, 50.00 ± 1% elongation at break, 0.157 ± 0.020 MPa tensile strength, and 0.0010 ± 0.0005 mJ work of mucoadhesion were obtained at 5°C ± 3°C, ambient humidity, and this was selected as the optimal storage condition.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    980884

    Translational biomaterials and engineering approaches forcorneal regeneration: targeting stromal stabilization andlimbal stem cell deficiency

    Korneal rejenerasyon için translasyonel biyomalzemeler ve mühendislik yaklaşımları: Stromal stabilizasyon ve limbal kök hücre yetmezliğini hedeflemek

    AYESHA GULZAR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Mühendislik BilimleriKoç Üniversitesi

    Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEDA KİZİLEL

  2. Tez No

    786622

    Design, fabrication, and characterization of corneal patches for tissue engineering application

    Doku mühendisliği uygulaması için kornea yamalarının tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu

    ELİF İLHAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    BiyomühendislikMarmara Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FAİK NÜZHET OKTAR

    PROF. DR. OĞUZHAN GÜNDÜZ

  3. Tez No

    332970

    Modelling energy transfer and diffusion in the cornea during cross-linking treatment method

    Korneada çapraz bağ tedavisinde enerji transferi ve difüzyonun modellenmesi

    BUSE ÖZEN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FATMA GÜLAY ACAR

  4. Tez No

    846274

    The role of oxidative stress factors in the pathophysiology of Ocular Rosacea, analysis of tears and other materials

    Oküler Rosacea patofizyolojisinde oksidatif stres faktörlerinin rolü, gözyaşı ve diğer materyallerin analizi

    NİLÜFER YEŞİLIRMAK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    BiyokimyaGazi Üniversitesi

    Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NESLİHAN BUKAN

    PROF. DR. JEAN-LOUIS BOURGES

  5. Tez No

    866213

    Sıçan modelinde polikromatik ışık ve yağ dokusu kökenli mezenkimal kök hücre uygulamasının kornea yara iyileşmesi üzerine etkisi

    Effect of polychromatic light and adipose tissue-derived mesenchymal stem cells application on corneal wound healing in a rat model

    BETÜL SEHER UYSAL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Göz HastalıklarıHacettepe Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU

Geri Dön