Poli(Bütilenadipat-ko-Tereftalat) (PBAT) mikro ve nanopartiküller: Sentez, karakterizasyon ve kurkumin salım kinetiğinin incelenmesi
Poly(butylene adipate-coterephthalate) (PBAT) micro and nanoparticles: Synthesis, characterization and investigation of curcumin release kinetics
- Tez No: 444643
- Danışmanlar: PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Poly(butylene adipate-co-terephthalate), microparticles, nanoparticles, curcumin release, emulsion preparation-solvent evaporation, biodegradable polymers, osteosarcoma cells, preosteoblast cells
- Yıl: 2016
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 134
Özet
Bu tez çalışması“Poli(bütilenadipat-ko-tereftalat) (PBAT) Mikro ve Nanopartiküller: Sentez, Karakterizasyon ve Kurkumin Salım Kinetiğinin İncelenmesi”adlı ve FHD- 2016-11953 kodlu Hacettepe Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi ve 2210-C TÜBİTAK Öncelikli Alanlara Yönelik Yurt İçi Yüksek Lisans Burs Programı desteği ile gerçekleştirilmiştir. Tez kapsamında, alifatik-aromatik bir kopoliester olan poli(bütilenadipat-ko-tereftalat) (PBAT)'ın ilaç salım sistemlerindeki etkinliğinin araştırılması hedeflenmiştir. Bu amaçla PBAT mikro ve nanopartiküllerin sentez ve karakterizasyonlarının ardından doğal, antikanserojen nitelikli bir ilaç olarak son yıllarda öne çıkan kurkuminin partiküllere yüklenmesi ile in-vitro salımı gerçekleştirilmiş ve partiküllerin hücre kültür sistemlerindeki sitotoksik etkisi belirlenmiştir. İlk basamakta, kurkumin yüklü olmayan PBAT partiküller sentezlenmiştir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda en uygun morfolojik özellikteki mikro ve nano boyutta iki farklı partikül seçilmiştir ve çalışmanın diğer kısımlarında bu partiküller kullanılmıştır. Bu partiküllerden %1 PBAT (w/v), %1 poli(vinil alkol) (PVA) (w/v) ile hazırlanan partiküller mikro boyutu; %1 PBAT (w/v), %1.5 ii didodesildimetilamonyum bromür (DMAB) (w/v) ile hazırlanan partiküller ise nano boyutu temsil etmektedir. Elde edilen PBAT mikro ve nanopartiküllerin boyutları sırasıyla 1.05 ± 0.53 m ve 0.38 ± 0.18 m'dir. Ardından PBAT mikro ve nanopartiküllere kurkumin yüklemesi gerçekleştirilmiştir. PBAT mikro ve nanopartiküllerin en yüksek kurkumin enkapsülasyon verimleri PBAT ve kurkuminin kütlece oranının 10 kat olduğu durumda sırasıyla % 80 ± 5 ve % 90 ± 3 olarak belirlenmiştir. Kurkumin yüklü olan ve olmayan PBAT mikro ve nanopartiküllerin karakterizasyon çalışmaları ile kimyasal ve termal özellikleri ayrıntılı olarak belirlenmiş ve kurkuminin yapıdaki varlığı kanıtlanmıştır. Devam eden basamakta kurkumin yüklü PBAT mikro ve nanopartiküllerin in-vitro salım çalışmaları yapılmış ve kurkumin salım kinetikleri incelenmiştir. Salım çalışmalarına göre kurkumin yüklü PBAT mikro ve nanopartiküllerden kurkuminin 22 günde sırasıyla %49 ve %73 oranında salındığı belirlenmiştir. Mikropartiküller ile kurkumin salımının nanopartiküllere göre daha yavaş gerçekleştiği görülmüştür. Partiküllerin kurkumin salım kinetikleri incelendiğinde ise her iki tip partikülden kurkumin salımının Higuchi salım kinetik modeline uyduğu belirlenmiştir. Son basamakta ise hücre kültürü çalışmaları ile MG-63 insan kemik kanseri hücrelerinin ve MC3T3-E1 fare kemik öncül hücrelerinin tek tabaka kültürleri üzerinde kurkumin yüklü olan ve olmayan PBAT mikro ve nanopartiküllerin sitotoksik etkileri incelenmiştir. Hücrelerin canlılığı ve üremesi MTT (3-[4,5- dimetiltiazol-2-il]-2,5-difeniltetrazolyum bromür) analiziyle, hücre morfolojileri ise optik mikroskop ve floresan mikroskop görüntüleri ile takip edilmiştir. Partiküllerin MG-63 hücrelerini inhibe ettiği ve MC3T3-E1 hücreleri üzerinde sitotoksik bir etkiye neden olmadığı belirlenmiştir. Kurkuminin antikanserojen özelliğinin hücre döngüsündeki etkisi ise akış sitometre ile analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre kurkuminin MG-63 hücrelerini G0/G1 hücre döngü fazında inhibe ettiği ve MC3T3-E1 hücreleri üzerinde anlamlı bir etkiye neden olmadığı belirlenmiştir. Anahtar kelimeler : Poli(bütilenadipat-ko-tereftalat), mikropartikül, nanopartikül, kurkumin salımı, emülsiyon hazırlama-çözücü buharlaştırma, biyobozunur polimerler, kemik kanser hücreleri, kemik öncül hücreleri.
Özet (Çeviri)
This study was performed with the support of 'Poly(butylene adipate-coterephthalate) (PBAT) Micro and Nanoparticles: Synthesis, Characterization and Investigation of Curcumin Release Kinetics' entitled and FHD-2016-11953 coded Hacettepe University funding project and TÜBİTAK 2210-C Primary Subject National Scholarship Program for MSc Students. In the scope of the thesis, the efficiency of aliphatic-aromatic copolyester poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT) in drug release applications was investigated. For this purpose, after the synthesis and characterization of PBAT micro and nanoparticles the loading and in-vitro release of curcumin that is recently prominent as a natural, anticancerogenic drug was achieved and the cytotoxic effect of the particles was determined in the cell culture systems. In the first step, the PBAT particles without curcumin was synthesized. Due to the results two type of particles having the optimum morphological properties at micro and nano scale were selected and these particles were used for the further studies. The particles which were prepared with 1% PBAT, 1% poly(vinyl alcohol) (PVA) were represented as microparticles and the particles which were prepared with 1% PBAT, 1.5% didodecyldimethylammonium bromide (DMAB) were represented as nanoparticles. The dimensions of the prepared PBAT micro and nanoparticles were 1.05 ± 0.53 m and 0.38 ± 0.18 m, respectively. Then the iv loading of curcumin to the PBAT micro and nanoparticles was achieved. The highest encapsulation efficiencies of PBAT micro and nanoparticles were obtained when weight ratio of PBAT and curcumin was 10. The encapsulation efficiencies of PBAT micro and nanoparticles were determined as 80 ± 5% and 90 ± 3%, respectively. The chemical and thermal properties of PBAT micro and nanoparticles with and without curcumin loading were determined in detail and the presence of curcumin in the structure was shown. The in-vitro release studies of curcumin loaded PBAT micro and nanoparticles were perfomed and the release kinetics of curcumin was investigated in this step. It was determined that curcumin was released from curcumin loaded micro and nanoparticles at the ratio of 49 % and 73 %, respectively for 22 days period. It was seen that the release of curcumin from microparticles was occured slower than that of nanoparticles. It was determined that the release of curcumin from both particles was fitted to Higuchi release kinetics model due to the curcumin release kinetics. In the last step, the cytotoxic effects of PBAT micro and nanoparticles with and without curcumin loading were determined using monolayer culture of MG-63 human osteosarcoma cells and MC3T3-E1 rat preosteoblasts. The viability and generation of the cells were monitored via the MTT (3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]- 2,5-diphenyltetrazolium bromide) analysis and the cell morphologies were observed with images of optical microscopy and fluorescence microscopy. It was determined that the particles inhibited MG-63 cells and they were not caused a cytotoxic effect on MC3T3-E1 cells. The anticarcinogenic effect of curcumin on cell cycle was analyzed with flow cytometry. It was determined that curcumin inhibited MG-63 cells at the G0/G1 phase and it did not cause a significant effect on MC3T3-E1 cells.
Benzer Tezler
- Poli (bütilenadipat-ko-tereftalat) (PBAT) esaslı biyobozunur köpük materyallerin sentezi, karakterizasyonu ve bozunurluğu
Synthesis, characterization and degradation of poly (butylene adipate-co-terephyhalate (PBAT) based biodegradable foams
ANIL KUBAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜLYA YAVUZ ERSAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ KOUROUSH SALİMİ
- Poli (bütilenadipat-ko-tereftalat) (PBAT)-bazlı nanotopografik fibröz doku iskelelerinin üretimi ve hücresel davranışların incelenmesi
Production of poly (Buthyleneadipate-co-terephthalate) (PBAT)-based nanotopographic fibrous tissue scaffolds and investigation of cellular behaviors
ZEYNEP İLHAN
Doktora
Türkçe
2024
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Poli(bütilenadipat-ko-tereftalat) (PBAT) bazlı doku iskeleleri: Sentez, karakterizasyon ve osteoblastik aktivite
Poly(butyleneadipate-co-terephthalate) (PBAT) based scaffolds: Synthesis, characterization and osteoblastic activity
AYSU ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Miyokardiyal hücre dışı matris ile modifiye edilen poli(bütilenadipat-ko-tereftalat) (PBAT) nanofiber yapıda membranlarının kardiyak doku mühendisliğinde kullanım potansiyelinin araştırılması
Investigation of the potential use of poly(butylenadipate-co-terepthhalate) (PBAT) nanofiber membranes modified with myocardial extracellular matrix in cardiac tissue engineering
ECE KARAKAYA
- Preparation and characterization of polylactide/poly (butylene adipate-co-terephthalate)/cellulose nanocrystal blend nanocomposites
Selüloz nanokristal içeren polilaktik/poli (bütilenadipat-ko-tereftalat) harman nanokompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
DENİZ SEMA SARUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MOHAMMADREZA NOFAR