Hipertermi tekniğiyle ilaç salım uygulamalarında kullanılmak üzere manyetik ve ısıya duyarlı polimerik nanomalzemelerin geliştirilmesi
Development of magnetic and thermoresponsive polymeric nanomaterials for drug release applications via hyperthermia technique
- Tez No: 921987
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖNDER TOPEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Biyoteknoloji, Chemistry, Polymer Science and Technology, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Atom transfer radikal polimerleşmesi, Elektromanyetik alanlar, Manyetik nanopartiküller, Atom transfer radical polymerization, Electromagnetic fields, Magnetic nanoparticles
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, hipertermi tekniği ile ilaç salınım uygulamaları için manyetik ve ısıya duyarlı polimerik nanomalzemeler geliştirilmiştir. Geliştirilen manyetik ve ısıya duyarlı polimerik malzemede destek malzemesi olarak manyetik nanoparçacıklar kullanılmış, bu nanoparçacıklar ısıya duyarlı poli(etilen glikol)–b–poli(2–(dimetilamino)etil metakrilat) (PEG–b–PDMAEMA) kopolimerleriyle modifiye edilmiştir. Manyetik nanoparçacıklar, birlikte çöktürme yöntemiyle sentezlenmiş ve dinamik ışık saçılımı (DLS), geçirimli elektron mikroskopisi (TEM), X–ışını kırınımı (XRD), titreşimli örnek magnetometrisi (VSM), Fourier transform infrared spektrometrisi (FTIR) ve termogravimetrik analiz (TGA) teknikleriyle karakterize edilmiştir. Isıya duyarlı farklı zincir uzunluklarına sahip PEG–b–PDMAEMA blok kopolimerleri, Atom Transfer Radikal Polimerizasyonu (ATRP) yöntemiyle sentezlenmiştir. Sentezlenen kopolimerlerin yapıları ve molekül ağırlıkları FTIR, 1H–NMR spektroskopisi ve GPC analizleri ile belirlenmiştir. PEG–b–PDMAEMA kopolimerlerinin ısıya olan duyarlılıkları polimerlerin Alt Kritik Çözelti Sıcaklığı (LCST) değerleri ölçülerek incelenmiştir. Hipertermi uygulamaları için en uygun kopolimerin PEG–b–PDMAEMA93 kopolimeri olduğu tespit edilmiştir. Manyetik nanoparçacıkları istenmeyen reaksiyonlara karşı korumak için PEG–b–PDMAEMA kopolimeri ile modifiye edilmiştir. Modifikasyon sonrası manyetik nanoparçacıkların ~5 nm kalınlığında ve ağırlıkça %5,26 oranında kopolimer katmanıyla kaplandığı gerçekleştirilen FTIR, TGA ve TEM ölçümleriyle belirlenmiştir. Ayrıca, PEG–b–PDMAEMA kopolimerinin ATRP yöntemiyle polimerizasyon tepkimesi ve manyetik nanoparçacıklar ile PEG–b–PDMAEMA blok kopolimerinin etkileşim mekanizmaları Density Functional Theory (DFT) kullanarak yapılan teorik hesaplamalarla analiz edilmiş, tepkime mekanizmaları ortaya konmuştur. Geliştirilen manyetik nanoparçacıklar ile manyetik ve ısıya duyarlı polimerik nanomalzemenin manyetik alan etkisiyle hipertermi özellikleri, 0,745 kA/m şiddetinde, 120 kHz frekansında bir alternatif akım manyetik alanı (ACMF) üreten bir indüksiyon ısıtma cihazı ile belirlenmiştir. Yalın manyetik nanoparçacıklar ve polimer ile modifiye edilmiş manyetik nanoparçacıkların 25°C ve 37°C'deki hipertermi özellikleri optimize edilmiştir. Son aşamada, geliştirilen manyetik ve ısıya duyarlı polimerik nanomalzemenin (MNP/PEG–b–PDMAEMA) sıcaklığa, pH'a (5,5 ve 7,4) ve manyetik alana bağlı olarak ilaç salım davranışları iki farklı ilaç analoğu [metilen mavisi (MB) ve doksorubisin (DOX)] kullanılarak incelenmiştir. Manyetik ve ısıya duyarlı polimerik nanomalzemenin (MNP/PEG–b–PDMAEMA) en yüksek MB ve doksorubisin salım değerlerine manyetik hipertermi etkisi altında pH 5,5'ta ulaşıldığı ve yüzde salım değerlerinin, sırasıyla, %42,29 ve %43,06 olduğu tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, magnetic and thermosensitive polymeric nanomaterials were developed for drug release applications using the hyperthermia technique. In the synthesized magnetic and thermosensitive polymeric material, magnetic nanoparticles served as the support material and were modified with thermosensitive poly(ethylene glycol)-b-poly(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate) (PEG-b-PDMAEMA) copolymers. Magnetic nanoparticles were synthesized via co-precipitation and characterized using dynamic light scattering (DLS), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), vibrating sample magnetometry (VSM), Fourier transform infrared spectrometry (FTIR), and thermogravimetric analysis (TGA). Thermosensitive PEG-b-PDMAEMA block copolymers with varying chain lengths were synthesized using Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP). The structures and molecular weights of the synthesized copolymers were determined via FTIR, 1H-NMR spectroscopy, and gel permeation chromatography (GPC). The thermosensitivity of PEG-b-PDMAEMA copolymers was evaluated by measuring their Lower Critical Solution Temperature (LCST). Among the synthesized copolymers, PEG-b-PDMAEMA93 was identified as the most suitable for hyperthermia applications. To prevent undesired reactions, the magnetic nanoparticles were modified with PEG-b-PDMAEMA copolymers. FTIR, TGA, and TEM analyses confirmed the successful modification, with a copolymer layer of approximately 5.26% and a thickness of ~5 nm. Additionally, the polymerization of PEG-b-PDMAEMA via ATRP and the interaction mechanisms between the magnetic nanoparticles and PEG-b-PDMAEMA block copolymer were analyzed using Density Functional Theory (DFT) calculations. The hyperthermia properties of the synthesized magnetic nanoparticles and polymeric nanomaterials having magnetic and thermosensitive properties were assessed using a heat induction device generating an alternating current magnetic field (ACMF) of 0.745 kA/m at a frequency of 120 kHz. The hyperthermia performance of both bare and polymer-modified magnetic nanoparticles was optimized at 25°C and 37°C. Finally, the drug release behavior of the synthesized magnetic and thermosensitive polymeric nanomaterials (MNP/PEG-b-PDMAEMA) was investigated for two drug analogs, methylene blue (MB) and doxorubicin (DOX), under varying conditions of temperature, pH (5.5 and 7.4), and magnetic field. The highest drug release was observed at pH 5.5 under magnetic hyperthermia, reaching 42.29% for MB and 43.06% for DOX.
Benzer Tezler
- Hiperemi ve akut şeröz pulpitis gösteren pulpanın immünoglobulin değerleri ve kıyaslanmaları
Başlık çevirisi yok
LALE DÜZDAR
- Localizing the focus of a converging ultrasonic beam using finite amplitude effects
Başlık çevirisi yok
M.SERHAT ÖZYAR
Yüksek Lisans
İngilizce
1988
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. HAYRETTİN KÖYMEN
- Fümigantların sıçan akciğer dokusunda oluşturduğu histolojik farklılaşmalar
Başlık çevirisi yok
EMEL KOPTAGEL(YOLAL)
Doktora
Türkçe
1988
MorfolojiCumhuriyet ÜniversitesiMorfoloji (anatomi) Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDOĞAN GÜRSOY
- Kronik otitis mediada orta kulak patolojisi
Başlık çevirisi yok
FERHAT ERİŞİR
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1989
Kulak Burun ve Boğazİstanbul ÜniversitesiKulak, Burun, Boğaz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
- Yenidoğan ünitelerinde çalışan ebe ve hemşirelerin neonatoloji bilgilerinin değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
GÜLÜMSER ARÇA(SONAT)