pH-responsive cyclodextrin nanosponges for drug delivery
pH-duyarlı siklodekstrin nanosüngerlerinin ilaç taşınımı için geliştirilmesi
- Tez No: 929473
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FERAY BAKAN MISIRLIOĞLU, DOÇ. DR. ALI ZARRABI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 166
Özet
Akıllı ilaç dağıtım sistemleri, kanser tedavisinde önemli avantajlara sahiptir. Kanser hücresi metabolizması tarafından oluşturulan tümör mikroortamının asidik pH'ı, pH'a duyarlı tedavilerin kullanımı konusunda benzersiz fırsatlar sunar. Bu tezde, ilaç taşınım uygulamaları için ilk kez pH'a duyarlı siklodekstrin nanosüngerleri (CD NS'ler) sentezlenmiştir. Asidik koşullarda parçalanacak şekilde tasarlanmış asite duyarlı hidrazon bağları içeren NS'ler üretmek için β-siklodekstrin (β-CD) oksitlenmiş ve adipik asit dihidrazid (ADH) ile çapraz bağlanmıştır. Bu NS'ler, doksorubisin taşınımı için kullanılmış ve dahası kanser hücrelerinin seçici alımını artırmak için folik asit ile de fonksiyonelleştirilmiştir. FTIR, ¹H-NMR, DLS, zeta potansiyel ölçümleri, UV-Vis, TGA, DSC, XRD, SEM ve TEM gibi kapsamlı karakterizasyon teknikleri, β-CD oksidasyonunun, NS oluşumunun, ilaç yüklenmesinin ve folik asit konjugasyonunun başarılı olduğunu doğrulamıştır. NS'ler, amorf bir yapıya, küresel bir morfolojiye, homojen bir boyut dağılımına ve minimal yüzey yüküne sahiptirler. Termal olarak kararlı olan bu NS'ler, %58 oranında doksorubisin yükleme verimliliği (EE) göstermiş ve nötr pH'a kıyasla asidik koşullarda ilaç salınımında bir buçuk kat artışa sahip olmuşlardır. Biyolojik testler, boş NS'lerin MCF-7 meme kanseri hücrelerine ve L929 fibroblast hücrelerine toksik olmadığını göstermiştir. Doksorubisin yüklü NS'ler (NS-Dox), MCF-7 hücrelerinde seçici sitotoksisite indüklerken, L929 hücrelerini ilacın zararlı etkilerinden korumuşlardır. Folik asit konjugasyonu, NS-Dox'un IC50 değerini azaltarak tedavi etkinliğini önemli ölçüde artırmıştır. Hücre alımı çalışmaları, NS'lerde doksorubisinin kapsülleştirilmesinin MCF-7 hücreleri tarafından alımını önemli ölçüde artırmıştır. Bu bulgular, sentezlenen pH-duyarlı NS'lerin kanser tedavisi için etkili ve hedeflenmiş taşıyıcı araçlar olarak potansiyelini vurgulamakta ve geleneksel tedavilere umut verici bir alternatif sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Smart drug delivery systems offer significant advantages in cancer treatment. The tumor microenvironment's acidified pH, caused by cancer cell metabolism, provides a unique opportunity to exploit pH-responsive therapies. In this thesis, pH-responsive cyclodextrin nanosponges (CD NSs) were synthesized for the first time for drug delivery applications. β-cyclodextrin (β-CD) was oxidized and crosslinked with adipic acid dihydrazide (ADH) to produce NSs containing acid-sensitive hydrazone bonds, designed to cleave in acidic conditions. These NSs were used for doxorubicin delivery, with additional functionalization using folic acid to enhance selective uptake by cancer cells. Comprehensive characterization techniques, including FTIR, ¹H-NMR, DLS, zeta potential measurements, UV-Vis, TGA, DSC, XRD, SEM, and TEM, confirmed successful β-CD oxidation, NS formation, drug loading, and folic acid conjugation. The NSs exhibited an amorphous structure, spherical morphology, uniform size distribution, and minimal surface charge. These NSs were thermally stable, having doxorubicin encapsulation efficiency (EE) of 58% and showed a 1.5-fold increase in drug release under acidic conditions compared to neutral pH. Biological tests demonstrated that blank NSs were non-toxic to MCF-7 breast cancer cells and L929 fibroblast cells. Doxorubicin-loaded NSs (NS-Dox) induced selective cytotoxicity in MCF-7 cells while sparing L929 cells from the harmful effects. FA conjugation significantly enhanced therapeutic efficacy by reducing the IC50 value of NS-Dox. Cellular uptake studies confirmed that doxorubicin encapsulation in NSs substantially improved internalization by MCF-7 cells. These findings highlight the potential of the synthesized pH-responsive NSs as effective and targeted delivery vehicles for cancer therapy, offering a promising alternative to conventional treatments.
Benzer Tezler
- Curcumin-β-cyclodextrin based alginate hydrogel: synthesis, characterization, and potential for wound dressing applications
Kurkumin-β-siklodekstrin bazli aljinat hidrojeli: sentezi, karakterizasyonu ve yara örtüsü uygulamalari için potansiyeli
AMIRHOSSEIN NASSIRZADEHSALEH
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Biyomühendislikİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET AYKAÇ
- Interaction of magnetic nanoparticles with polymersomes for use as multimodal nanocarriers
Manyetik nanoparçacıkların polimerzomlarla etkileşiminin multimodal nanotaşıyıcı olarak kullanımı için incelenmesi
GİZEM UYSAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyomühendislikBoğaziçi ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BANU İYİSAN
- Synthesis and characterization of β-cyclodextrin incorporated nanocomposite hydrogels and investigation of controlled release behavior
Β-siklodekstrin dahil edilmiş nanokompozit hidrojellerin sentezi, karakterizasyonu ve kontrollü salım davranışının incelenmesi
MELTEM KASAPOĞLU ÇALIK
Doktora
İngilizce
2019
Kimya MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT ÖZDEMİR
- Stimuli-responsive polymeric biomaterials for therapeutic applications
Terapötik uygulamalar için uyarici-duyarli polimerik biyomateryaller
AYSUN DEĞİRMENCİ
Doktora
İngilizce
2023
KimyaBoğaziçi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RANA SANYAL
PROF. DR. AMİTAV SANYAL
- Multifunctional and stimuli-responsive polymersomes for biomedical applications
Biyomedikal uygulamalar için multifonksiyonel ve uyaranlara duyarlı polimerzomlar
BANU İYİSAN
Doktora
İngilizce
2016
BiyomühendislikTechnische Universität DresdenKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BRİGİTTE VOİT