Geri Dön

Lipit esaslı liyotropik sıvı kristallerin beyne ilaçhedeflendirmede nanotaşıyıcı olarak kullanımı ve karakterizasyonu

Preparation and characterization of lipid based lyotropic liquid crystals as nanocarrier in brain targeted drug delivery

PDF İndir

  1. Tez No: 865971
  2. Yazar: RÜYA ATLIBATUR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. YEŞİM GÜRSEL, DOÇ. DR. FATEMEH BAHADORI
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kimya Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 101

Özet

Günümüzde nörodejeneratif hastalıkların tedavisinde kullanılan ilaçların çeşitli sınırlamaları ve beraberinde pek çok yan etkisi bulunmaktadır. Dolayısıyla ilaçların sadece ilgili patolojik bölgede etki göstermesini sağlamak önemli hedeflerden biri haline gelmiştir. Ancak beyne ilaç hedeflendirme çalışmalarında karşılaşılan en önemli problem kullanılan ilaçların“Kan-Beyin Bariyeri”ni (KBB) geçememeleri olup burnumuzun arka kısmında KBB bulunmamaktadır. Bu yüzden intranazal ilaç taşıma sistemleri beyne ilaç taşımak için oldukça kullanılmaktadır. Özellikle, nanoteknoloji'nin bu alanda gelişmesiyle birlikte tedavinin etkinliğini arttırmak amacıyla çeşitli ilaç taşıma sistemleri ortaya çıkmış olup sıvı kristallerin nanotaşıyıcı olarak kullanımı amfifilik yapıdaki liyotropik türler ile ön plana çıkmıştır. Polar uç grup ve apolar uzun zincir içeren bu moleküller kendiliğinden bir araya gelip bağ oluşturma (self assembly) özelliğine sahiptir. Liyotropik sıvı kristallerin sentezlenmesi ve karakterizasyonuna yönelik çalışmalar beyne hedeflenen ilaç taşıma sisteminin ana çekirdeğini oluşturmaktadır. Dolayısıyla bellek güçlendirici molekülün yüklenmesi ve beyne taşınması sentezlenen bu yapıların ideal morfolojik özelliklere sahip olmasına bağlıdır. Moleküllerin yönlenmeleri mezofaz (literatürde sınıflandırma liyotropik sıvı kristaller için genel olarak lamelar, hekzagonal ve kübik faz şeklinde) oluşumlarını etkilemektedir. Lamelar fazda olan moleküller tek boyutlu, hekzagonal olanlar iki boyutlu ve kübik olanlar üç boyutludur. Yüzey alanlarının genişliği, yapı kararlılıkları ve ilaç salımı konusunda yapılan çalışmalardaki üstünlükleri baz alındğı üzere hekzagonal ya da kübik yapıdaki liyotropik sıvı kristaller daha fazla tercih edilmektedir. Lipit esaslı liyotropik sıvı kristaller polar ve apolar gruplar içeren amfifilik yapıda yani kendiliğinden bir araya gelip yönlenme özelliğine sahip bileşiklerdir. Böylelikle, sulu çözelti ortamında polar gruplar bir araya gelirken uzun kuyruklu yüzey aktif maddenin bulunduğu bir ortamda apolar grupların bir araya gelmesi ve kolaylıkla misel oluşturmaları mümkün olacaktır. Diğer yandan bu mezofaz türleri hücre membranlarını oluşturan fosfolipitlerde de gözlenmekte olduğundan buradan geçişleri kolay olan biyouyumlu ve toksik olmayan bu yapılar nanotaşıyıcı sistemlerde hayli kullanılmaktadır. Kürkümin doğada kolay bulunmasının yanı sıra beyne pek çok faydasının olduğu bilinen ve bu yüzden bellek güçlendirici şekilde nitelendirilen ve zerdeçal bitkisinden elde edilen bir bileşendir. Kürküminin apolar karakterinin fazla olmasından kaynaklı sudaki çözünürlüğünün çok düşük oluşu ve dolayısıyla vücutta az emilmesi kürküminden maksimum verim alınabilmesi için taşıyıcı kullanımının gerekliliğini ortaya koymuştur. Bu amaçla çeşitli nanoformülasyon sistemleri geliştirilmiş ve kürküminin beyne iletimi farklı yollardan sağlanmıştır. Lipit esaslı nanotaşıyıcıların kürkümin ile olan etkileşimlerinin bu anlamda iyi sonuçlar verdiği belirlendiğinden literatürde kullanımı hızlı şekilde artmış ve oldukça çalışmaya konu olmuştur. Bu tez çalışmasında biri sentezlenen diğeri hazır alınan iki farklı lipit esaslı liyotropik sıvı kristal nanoformülasyonların hazırlanmalarında kullanılmıştır. Sentezlenen ürün ile literatürde daha önce çalışma yapılmadığı araştırıldığı kadarıyla tespit edilmiş olmakla birlikte bu yapının aydınlatılarak detaylı analizleri yapılmış ve neticesinde yine deneysel çalışmalarla belirlenen uygun yüzey aktif madde ortamında nanotaşıyıcı sistem oluşturulduktan sonra sprey yapımına hazır hale getirilmiştir. Hazır alınan bileşikler ile elde edilen nanoformülasyonlar için de farklı teknikler kullanılmıştır. Literatürde GDB (Gliseril dibehenat) ve GMS (Gliseril mnostereat) karışımı ile nanoformülasyon hazırlanmadığı tespit edilerek bu yapıların uygun koşullarda misel oluşturmaları sağlanmıştır, ancak tanecik boyutları stabil olmaması nedeniyle sprey tasarımında kullanılmamışlardır. İleri teknik ve tetkiklerle geliştirilebileceği ön görülmektedir. Diğer yandan sentezlenen lipit ile yapılan nanoformülasyon çalışmaları sonucunda DLS (Dinamik ışık saçılımı) analizlerinde tespit edildiği üzere 100 nm'nin altında nanopartiküller elde edilmiş ve yapıların SAXS (Küçük Açılı X Işını Saçılması) analizlerinde kübik ve hekzagonal ağırlıklı olduğu belirlenmiştir. Optimum koşulları sağlayan nanoformülasyon çözeltisi ile yapılan sprey çalışmaları olumlu sonuçlar vermiş ve in vivo-in vitro çalışmalarının tamamlanmasıyla ticarileşme anlamında ürünün umut vadettiği saptanmıştır.

Özet (Çeviri)

Nowadays, drugs used for neurodegenerative diseases treatment have certain limitations and side effects. Therefore, providing that drugs act in the relevant pathological region has become one of the important aims. However, one of the most significant problems in the studies about brain targeting drugs is that those drugs couldn't pass Blood-Brain-Barrier (BBB), on the other hand, there is no BBB in the back of human noses. Hence, intranasal drug delivery systems are frequently utilized for brain drug delivery. In particular, miscellaneous forms of drug delivery techniques have emerged in order to increase the effectiveness of treatment with the development of nanotechnology in this field and the use of liquid crystals as nanocarriers has come to fore with amphiphilic lyotropic species. Those species have self assemble structure including polar end groups and apolar long chains. Synthesis and characterization of lyotropic liquid crystals are main core of the nanoformulation system especially considering of brain drug targeting. In this manner, it is ultimately significant to produce ideal morphological nanocarrier medium by loading active molecules and deliver it to the brain. Several parameters should be taken into account that effect structure of the lyotropic liquid crystals formation and nanoformulation such as pH, concentration, surfactant interactions, temperature and chemical bound interactions so on. Molecular orientation can alter depending on the mesophases of lyotropic liquid crystal species. Generally, lyotropic liquid crystals have classified as lamellar, hexagonal and cubic according to mesophases. Lamellar form has one dimensional structure, hexagonal form has two dimensional structure and cubic form has three dimensional structure. Cubic and hexagonal liquid crystals are very popular due to high surface area, structure stability, drug release superiority with great encapsulation efficiency and pharmacokinetic features regarding non-lamelar frameworks. In recent years, with development of nanotechnological studies, especially fatty acid based nanoforms of them are utilized for drug delivery system due to biocompatible and biodegradable aspects. Lipid based lyotropic liquid nanocrystals are produced with amphiphiles (commonly monoglyceride) and convenient surfactants or stabilizers also additives such as hydrotropes depending on the lipid-surfactant interactions. Structural analysis can be provided by certain characterization techniques which are generally DLS (Dynamic Light Scattering) for size analysis, IR (Infrared) spectroscopy and NMR Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy for qualitative analysis, POM (Polarized Optical Microscopy) for crystallographic analysis visually, Cryo-TEM (Cryogenic Electron Microscopy) for crystallographic and computational analysis and SAXS (Smallangle X-ray Scattering) which is the most powerful technique for detecting of lyotropic liquid nanocrystal mesophases. Almost every study about lyotropic liquid nanocrystal for drug delivery contains SAXS analysis in terms of describing of structural units and then determining convenient designation of nanoformulations according to targeted tissue. Lipid based lyotropic liquid nanocrystals are self assemble structures and include amphiphilic molecules carrying polar and apolar groups. Therefore, micellization occurs in simple way that polar groups are surrounded by water molecules in aqueous medium whereas apolar tail avoids water molecules and getting packed towards their surface then miceller form occurs. Besides, cell membranes make up of phospholipids and it may form lyotropic liquid nanocrystals so lipid based based lyotropic liquid nanocrystals makes transition of those molecules easier from the cell membranes. In this aspect, lipid based lyotropic liquid nanocrystals which have biocompatible and non toxic structures are utilized as nanocarriers. In literature, GMO (Glyceryl monooleate) and phytantriol compound are most popular used lipids due to having non-lamelar mesophases and they also form reverse bicontinuous micellar structures that it provides certain benefits to nanformulation systems in terms of stability, sustained and controlled release. Curcumin is a constituent easily found in nature gaining from turmeric plant and which is also known to have many benefits and that is why it is described as memory enhancer. Curcumin doesn't dissolve in water because of the hydrophobic parts and isn't absorbed in human body efficiently. It requires nanocarriers usage to get maximum efficiency from curcumin as memory enhancer. Providingly, diverse nanoformulation systems were developed and transmission of curcumin to the brain was achieved through different pathways. Since, lipid based nanocarriers and curcumin interactions were provided good results, usage of those systems increased rapidly in literature. In this study, two different lipid based lyotropic liquid crystal nanoformulation systems which are based on synthesized lipid and purchased materials was prepared for brain targeted drug delivery to be given intranasal way. Synthesized product for the first time was utilized in literature according to our investigations and in this case, it required more characterization studies for clarification of the structure that experimental studies were conducted and accomplished. Then, nanoformulation systems for nose spray implementation were designed with convenient surfactant by loading curcumin. Purchased materials were used in nanoformulation systems with different techniques. GDB (Glyceril dibehenate) and GMS (Glyceril monostereate) mixtures haven't been used so far according to our investigations as lyotropic liquid crystals nanoformulation. Therefore, these structures were enabled to form micelles under suitable conditions. However, nanoformulations obtaining from these mixtures weren't used in nose spray design due to instability of the nanoparticles sizes. It is considered that it can be improved with advanced techniques and examinations. On the other hand, according to DLS analysis results of the nanoformulation studies with synthesized lipid, under 100 nm nanoparticles were obtained and SAXS analysis results indicated that cubic and hexagonal structures existed in the formulation predominantly. Nose spray studies were conducted with the nanoformulation providing optimum conditions and it observed clearly that spray formulations were prepared as fluid enough in mucoadhesive way. It is consider that nanoformulation system works to release the curcumin at body temperature. Providing with the completion of in vivo and in vitro studies, it was determined that the product was promising in terms of commercialization.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    549791

    Organojel yapısında lipit taşıyıcı partikül sistemlerin üretimi ve fonksiyonel özelliklerinin araştırılması

    Production and investigation of some functional properties of lipid carrier systems based on organogelation

    KÜBRA ŞİŞLİOĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Gıda Mühendisliğiİnönü Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İHSAN KARABULUT

  2. Tez No

    603095

    Bazı kinolinon bileşiklerinin sentezi, sitotoksik özelliklerinin incelenmesi ve triazin esaslı bazı makromoleküler yapıların sentezi ve karakterizasyonu

    Synthesis of some quinolinone compounds, investigation of their cytotoxic properties and synthesis and characterization of some triazine based macromolecular structures

    BÜŞRA GENÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    KimyaYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LOKMAN TORUN

  3. Tez No

    853368

    Guar zamkı/polivinil alkol/kurkumin esaslı ambalaj filmlerinin geliştirilmesi ve karakterizasyonu

    Development and characterization of packaging films based on guar gum, polyvinyl alcohol and curcumin

    HATİCE AYBİKE YAHŞİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Polimer Bilim ve TeknolojisiBursa Teknik Üniversitesi

    Polimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. PINAR TERZİOĞLU

  4. Tez No

    377206

    A novel design of levan based tumour targeting nano-scale micelles

    Yeni bir yöntemle tümör hücrelerini tanıyabilen levan esaslı nano-küreciklerin hazırlanması

    ESRA MUTLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    BiyomühendislikMarmara Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET SAİP EROĞLU

    PROF. DR. EBRU TOKSOY ÖNER

  5. Tez No

    745280

    Red cabbage extract as a natural antioxidant with application topackaged fresh tilapia and enhancement of silver and ironnanoparticles

    Doğal antioksidan olarak kırmızı lahana özütünün ambalajlı taze tilapya'ya (nile perch) uygulanması, gümüş ve demir nanoparçacıkların geliştirilmesi

    AYŞE DEMİRBAŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    BiyoteknolojiUniversity of Florida

    Tarım ve Yaşam Bilimleri Anablim Dalı

    PROF. DR. BRUCE ARİ WELT

Geri Dön