Design and synthesis of stimuli responsive polymeric nanostructures for drug delivery applications
İlaç taşınım sistemlerinde kullanılmak üzere uyarıya duyarlı polimerik nanoyapıların tasarımı ve üretimi
- Tez No: 692517
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖZDE İNCE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nanoteknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son yıllarda nanoteknolojideki gelişmeler biyomedikal uygulamalarda yeni araştırma alanlarına öncülük etmiştir. Nanoyapılar, ilaç moleküllerinin belirli bir alana taşınımı ve kontrollü salımı için ilaç taşıyıcı sistemler olarak tercih edilir ve böylece yüksek terapötik verimlilik elde edilir. Ayrıca uyarıya duyarlı malzemelerden yapılan nanoyapılar, farklı ilaç salım profilleri gösterebilmektedir. Bu durum ilaç salım kinetiği üzerinde daha fazla kontrole olanak tanır. Bu tez, ilaç taşıma uygulamaları için uyarana duyarlı polimerik nano yapıların tasarımı ve sentezi üzerine odaklanmaktadır. Bu tez kapsamında, farklı sentez teknikleri ile birtakım uyaranlara tepki verme özelliklerine sahip farklı nanoyapılar hazırlanmıştır. Kitosan/Poli(akrilik asit)/Poli(n-vinil kaprolaktam) çekirdek kabuk nanoparçacıkları, pH ve sıcaklık duyarlı ilaç salımı elde etmek için yüzey aktif madde içermeyen emülsiyon polimerizasyonu yoluyla sentezlendi. Niyozom-KitosangPNVCL kompozit nanopartiküller, hem hidrofilik bir ilacın hem de hidrofobik bir ilacın kapsüllenmesi için ince film hidrasyon yöntemi ve polimerik kaplama yoluyla hazırlandı. Burada, aşılanmış polimer tarafından bu iki terapötik ilacın pH ve sıcaklığa duyarlı salımı sağlanmıştır. Albümin nanoparçacıkları, indirgeyici madde destekli desolvasyon yöntemiyle sentezlendi. Yapıda moleküller arası disülfid bağlarının varlığı sayesinde glutatyona duyarlı ilaç salınımı sağlandı. Son olarak, nanopartikül/nanofiber yapılı ilaç dağıtım yamaları, iyonik jelleşme yöntemi ile sentezlenen kitosan nanopartikülleri ve elektrospinning tekniği ile elde edilmiş PCL nanofiberleri kullanılarak hazırlandı. Nanopartiküllerin nanofiberler üzerinde biriktirilmesi, ticari bir airbrush kullanılarak püskürtmeli kurutma tekniği ile sağlandı. Bu çalışma, iki ilaç yüklü implante edilebilir ilaç dağıtım yamaları için kolay bir üretim yolunun önünü açabilir ve nanopartiküllerin ve nanofiberlerin avantajlarını tek bir yapıda bir araya getirebilir. Bu nanoyapılarla ilgili tüm ilaç yükleme ve salım çalışmaları UV-Vis spektroskopisi kullanılarak takip edilmiştir. Ayrıca deneysel salım profillerimizi mevcut ilaç salım kinetik modelleri ile karşılaştırmak için salım kinetik analizi yapılmıştır. Bu çalışmalarla, bu akıllı nanoyapıların belirli bir uyaran için tetiklenmiş salım profillerini gösterme potansiyeline sahip olduğu sonucuna varıldı.
Özet (Çeviri)
In recent years, advances in nanotechnology have pioneered new fields of research in biomedical applications. Nanostructures in different sizes, shapes, and surface charges have provided various advantages in controlled and targeted drug delivery systems with enhanced therapeutic efficiency. Moreover, nanostructures made from stimuli responsive materials provide more control on drug release kinetics as the stimuli they respond to, i.e temperature, pH, or concentration of a biomolecule, are commonly altered in targeted areas. This thesis focuses on design and synthesis of stimuli-responsive polymeric nanostructures for drug delivery applications. In the scope of this thesis, different nanostructures having stimuli-responsive properties were prepared via different synthesis techniques. Chitosan/poly (acrylic acid)/poly (N-vinyl caprolactam) core-shell nanoparticles (<100nm) were synthesized via surfactant-free batch emulsion polymerization, for pH&Temperature responsive controlled release of rose bengal. Niosome-ChitosangPNVCL composite nanoparticles (~80nm) were prepared via thin-film hydration method and polymeric coating for encapsulation of both a hydrophilic drug, rose bengal, and a hydrophobic drug, curcumin. Here, pH and temperature-responsive drug release of these two therapeutic agents were enabled by the grafted polymer. Self-assembly albumin nanoparticles(<100nm) were synthesized via reducing agent-assisted desolvation method and glutathione responsive curcumin release was achieved thanks to the presence of intermolecular disulfide bonds at the structure. Finally, nanoparticles associated with electrospun drug delivery patches were prepared using rose bengal loaded chitosan nanoparticles(~50nm) synthesized via ionic gelation method and curcumin loaded poly(ε-caprolactone) PCL nanofibers(<200nm) via electrospinning technique. Deposition of the nanoparticles onto the nanofibers was achieved via spray drying technique using a commercial airbrush. This study can pave the way for a facile fabrication route for dual drug-loaded implantable drug delivery patches and combining the advantages of nanoparticles and nanofibers in a single structure. All nanostructures fabricated have homogenous size dispersions and great encapsulation efficiencies (<80%). Drug loading and release studies about all these nanostructures were followed by using UV-Vis spectroscopy. Besides, release kinetic analyses were performed in order to compare our experimental release profiles with the current drug release kinetic models. These studies confirmed that these smart nanostructures have the potential to display triggered release profiles for a specific stimulus
Benzer Tezler
- Işığa duyarlı kumarin fonksiyonlu amfifilik kopolimerlerin sentezi, karakterizasyonu ve ilaç taşıyıcı uygulamaları
Synthesis, characterization and drug delivery applications of photoresponsive coumarin functional amphiphilick copolymers
MERVE KEKLİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Polimer Bilim ve TeknolojisiBezm-İ Alem Vakıf ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. BİNNUR TEMEL
- Doğal ve sentetik polimerlerin değişik kombinasyonları ile hazırlanan ilaç ve gen taşıyıcı sistemler: Sentez ve karakterizasyonları ile birlikte uygulama alanlarının belirlenmesi
Drug and gene delivery systems of synthetic and natural polymers: Synthesis, characterization and biomedical applications
CEYDA ŞİMŞEK
- Charged functionalized semi-ipn nanocomposite materials with enhanced physico-chemical properties
Gelişmiş fizikokimyasal özelliklere sahip fonksiyonel yarı-ıpn nanokompozit malzemeler
KÜBRA KARA ERSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NERMİN ORAKDÖĞEN
- Silver nanoparticles doped antimicrobial biocomposite for hydrogen peroxide biosensor
Gümüş nanopartikül katkılı antimikrobiyal biyokompozit ile hidrojen peroksit biyosensörü
EYLEM ÇAĞRICAN GÖK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ
- Design, properties and applications of natural polymer interpenetrated cationic networks
Doğal polimerle iç içe geçmiş katyonik ağların tasarımı, özellikleri ve uygulamaları
RABİA BOZBAY