Molecular dynamic study on graphene-based nanomaterials as smart nanocarrier for rapamycin anticancer drug
Grafen tabanli nanomalzemelerin akilli nanotaşiyici olarak rapamisin antikanser ilaci için moleküler dinamik çalişmasi
- Tez No: 933076
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHDI PARTOVI MERAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Üsküdar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik ve Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 56
Özet
Grafen, karbonun iki boyutlu sp² hibritleşmiş allotropu olarak olağanüstü fiziksel özelliklere sahiptir; en ince, en güçlü ve en rijit malzeme olarak kabul edilmektedir. Bu malzemenin suya olan dispersiyonu, biyouyumluluğu ve fonksiyonel modifikasyonlara açıklığı, özellikle biyomedikal uygulamalarda kapsamlı araştırmalara konu olmaktadır. Oksidasyon ile elde edilen grafen oksit (GO), sulu ortamlarda yüksek dağılabilirliği, iletkenliği ve kimyasal kararlılığı sayesinde sistemik hedefleme ve lokal ilaç dağıtım sistemleri için umut vaat eden bir türev olarak öne çıkmaktadır. Rapamisin, makrolid sınıfına ait antitümör ajanlardan biri olup, kanser hücrelerinin proliferasyon ve büyüme süreçlerini inhibe eden etkin bir bileşiktir. Bu çalışmada, moleküler dinamik (MD) simülasyonları kullanılarak, fonksiyonelleştirilmiş grafen yüzeyleri ile rapamisin arasındaki moleküler etkileşimler, bağlanma afinitesi ve diğer ilgili parametreler detaylı şekilde incelenmiştir. Simülasyonlar kapsamında, hidroksil (OH), karboksil (COOH) ve amin (NH₂) grupları ile modifiye edilmiş grafen yüzeylerine rapamisin molekülleri yüklenmiş ve sistem, 10 nanosaniyelik bir süre boyunca analiz edilmiştir. Bu süre zarfında, rapamisin moleküllerinin fonksiyonel gruplara adsorpsiyonu, zaman içindeki mesafe değişimleri ve ortalama karesel yer değiştirme (MSD) gibi parametreler titizlikle takip edilmiştir. Elde edilen simülasyon sonuçları, rapamisin yüklü grafen nanotaşıyıcılarının yapısal stabilitesi ve ilaç dağıtım sistemlerindeki potansiyeli hakkında önemli bilgiler sunmuş; ayrıca, bu tür sistemlerin çözünürlüğü, kararlılığı ve kanser hücrelerine yönelik hedeflenmesinin optimize edilebileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Graphene, a two-dimensional sp2 hybridized allotrope of carbon, with unique physical attributes, making it the thinnest, strongest, and stiffest material. Its solubility, biocompatibility, and versatility have driven extensive research explorations. Oxygenation of graphene creates the promising derivative known as graphene oxide (GO), notable for its dispersibility in aqueous solution, conductivity, and high stability, rendering it suitable for systemic targeting and local drug delivery systems. Rapamycin a macrolide antitumor drug, inhibits cancer cell proliferation and growth.This study utilized molecular dynamics (MD) simulation to analyze the interactions, binding affinity, properties, and parameters between the graphene sheets surfaces and the bounded drug. The simulation examined the molecular interactions between graphene functionalized with OH, COOH, and NH₂, loaded with rapamycin. The simulations were conducted over a period of 10 nanoseconds, during which rapamycin molecules were observed to be adsorbed onto the functionalized graphene surfaces. Additionally, the analysis involved monitoring parameters such as the distances evolution over time and the mean squared displacement (MSD). The simulation results provided insights into rapamycin-loaded graphene carriers stability and potential drug delivery systems. The molecular dynamic results also suggested designing the rapamycin-loaded graphene nanocarriers to improve solubility, stability, and targeted delivery to cancer cells.
Benzer Tezler
- Receptor-targeted carbon nanotubes as nanomaterials for diagnostics and targeted treatment of cancer
Kanser teşhis ve tedavisi için reseptör-hedefli karbon nanotüp nanomalzemelerin geliştirilmesi
MEHDI PARTOVI MERAN
Doktora
İngilizce
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA SENİHA GÜNER
- PLLA/PCL kopolimeri ile kaplanmış plaklitaksel yüklü grafen nanotaşıyıcıların araştırılması
Investigation of the placlitaxel-loaded graphene nanocarriers coated with PLLA/PCL copolymer
MARYAM ALİYEVA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyomühendislikÜsküdar ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHDI PARTOVI MERAN
- Karbon tabanlı yeni hibrit nano-yapıların modellenmesi ve analizi
Modeling and analysis of carbon based new hybrid nano-structures
ÜNAL DEĞİRMENCİ
Doktora
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- Effects of spatial distribution of fullerenes on the mechanical behaviour of graphene fullerene composites
Farklı fulleren dağılımlarının grafen fulleren kompozit malzemesinin mekanik davranışına etkisinin incelenmesi
UĞUR ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- Quantifying the ignition delay of single wall carbon nanotube emulsified marine fuel oil influencing the combustion and diesel engine efficiencies
Tek duvarlı karbon nanotüp ile emülsifiye edilmiş dizel yakıtı tutuşma gecikmesinin yanma ve dizel makinesi verimleri üzerine olan etkisinin değerlendirilmesi
TOLUNAY KAYAARASI
Doktora
İngilizce
2021
DenizcilikPiri Reis ÜniversitesiDeniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ÖZKAYNAK