Xylan based composite nanoparticles and biofoams for drug delivery and tissue engineering
İlaç taşıma ve doku mühendisliği için ksilan bazlı kompozit nanopartiküller ve biyoköpükler
- Tez No: 732500
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ OĞUZ BÜYÜKKİLECİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 163
Özet
Ksilan, orman ve tarım atıklarından elde edilebilen hemiselülozik bir polisakkarittir. Diğer kimi polisakkaritlere benzer şekilde, ksilan bulunabilirliği, yapısal çeşitliliği, biyouyumluluğu, biyolojik olarak parçalanabilirliği ve düşük maliyeti nedeniyle ilaç dağıtımı ve doku mühendisliği uygulamalarında kendine yer bulabilir. Çalışmanın ilk bölümünde, kolon hedefli oral ilaç dağıtımı için ksilan bazlı nanopartiküller geliştirildi. Ksilan, üst gastrointestinal sistemde sindirime ve absorpsiyona dirençlidir ve kolon mikrobiyotası tarafından glikozidik bağların hidrolizi ile parçalanır; bu da onun kolona hedeflenen ilaç dağıtımında öne çıkmasını sağlar. İlaç taşıyıcı, hidrofobik biyoaktif moleküllerinin kolon hedeflemede biyoyararlanımını arttırmak için, polimerik misel sistemi ile birleştirildi. Model hidrofobik molekül kurkumin, ince film hidrasyon yöntemiyle pluronik triblok kopolimer P-123 misellerinin çekirdeğine yüklendi. Kurkumin yüklü miseller, iyonik jelasyon yöntemi kullanılarak kitosan ve sodyumtripolifosfat destekli ksilan ile kaplandı. Diğer bir yaklaşımda ise ksilan, kolon hedefli taşıyıcılarda erken ilaç salımını önlemek için kurkumin yüklü mezogözenekli silika nanopartiküllerini kaplamak için kullanıldı. Her iki yaklaşımda da, ilaç içeren yapılar kolona kadar korunmuş ve ilaç, ksilanın bakteriyel hidrolizi sonucu salınmıştır. İkinci bölümde, su içinde yağ emülsiyonu şablon yöntemi ile ksilan bazlı biyoköpükler sentezlendi. Çeşitli fizikokimyasal ve mekanik testler, optimal koşullarda umut verici özelliklere sahip köpüklerin sentezlenebileceğini göstermiştir. Ayrıca ilaç taşıma ve iskele sistemlerinin sinerjik etkisinden yararlanılarak daha etkili bir doku tedavisi geliştirmek için bir model ilaç başarıyla biyoköpüklere yüklendi. Bu çalışma, ksilanın, ilaç taşıyıcıları ve yapı iskelelerindeki potansiyel kapasitesini ortaya çıkaran, biyomedial uygulamalarda kararlı ve biyouyumlu materyallerin sentezi için umut verici bir hammadde olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Xylan is a hemicellulosic polysaccharide, which can be obtained from forest and agricultural wastes. Similar to some other polysaccharides, xylan can find application in drug delivery and tissue engineering due to its availability, structural diversity, biocompatibility, biodegradability, and low cost. In the first part of the study, xylan-based nanoparticles were developed for colon-targeted oral drug delivery. Xylan is resistant to digestion and absorption in the upper GIT and is degraded by hydrolysis of glycosidic bonds by the colon microbiota; this makes it prominent in targeted drug delivery to the colon. The drug carrier was combined with a polymeric micelles system to increase the bioavailability of hydrophobic bioactive molecules in the colon targeting. The model hydrophobic molecule, curcumin, was loaded in the core of the triblock copolymer P-123 micelles by the thin-film hydration method. Curcumin-loaded micelles were coated with xylan supported by chitosan and tripolyphosphate using the ionic gelation method. In another approach, xylan was also used to coat curcumin-loaded mesoporous silica nanoparticles to prevent premature drug release in the upper GIT in colon-targeted delivery. In both approaches, the drug-containing structures were maintained up to the colon and the drug was released upon bacterial hydrolysis of xylan. In the second part, xylan-based biofoams were synthesized by the oil in water emulsion templated method. Several physicochemical and mechanical tests have shown that at the optimal conditions foams with promising properties could be synthesized. Besides, to develop a more effective tissue therapy by utilizing the synergistic effect of the drug delivery and scaffold system, a model drug was successfully loaded into biofoams. This study showed that xylan is a promising feedstock for the synthesis of stable and biocompatible materials in biomedical applications, which reveals its potential capability in drug carriers and scaffolds.
Benzer Tezler
- Xylan-based biodegradable, wheat gluten-based antimicrobial film production
Biyobozunur ksilan ve antimikrobik gluten film üretimi
MEHLİKA KARAMANLIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLÜM ŞUMNU
PROF. DR. UFUK BAKIR
- Development of biodegradable gluten based films and their mechanical and gas permeability properties
Gluten bazlı biobozunur filmlerin üretilmesi ve mekanik özellikleri ile birlikte gaz geçirgenliği özelliklerinin karakterizasyonu
BETÜL ŞEFİKA KAYSERİLİOĞLU
Doktora
İngilizce
2002
Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURİ AKKAŞ
- Hemicellulose based biodegradable film production
Hemiselüloz bazlı biyobozunur film üretimi
EMEL IRAZ GÖKSU
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF.DR. UFUK BAKIR
PROF.DR. ÜLKÜ YILMAZER
- Poliakrilamid biyokompozit sentezi
Synthesis of polyamylamide biocomposite
GÜLŞAH CEVAHİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OYA ATICI
- Isolation of antimicrobial molecules from agricultural biomass and utilization in xylan-based biodegradable films
Tarımsal biyokütleden antimikrobiyel molekül elde edilmesi ve ksilan temelli biyobozunur filmlerde kullanımı
UMUT ÇEKMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UFUK BAKIR
PROF. DR. ZÜMRÜT BEGÜM ÖGEL