Geri Dön

Nanodroplets with detectable perfluorocarbon amount for local drug delivery during nanoparticle mediated histotripsy

Nanoparçacık ortamlı histotripsi uygulaması sırasında perflorokarbon miktarının belirlenebildiği lokal ilaç taşıma sistemi olarak nanodamlacıklar

PDF İndir

  1. Tez No: 965039
  2. Yazar: IBTISAM NASER
  3. Danışmanlar: PROF. DR. YASEMİN YÜKSEL DURMAZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Medipol Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği ve Biyoenformatik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 102

Özet

İlk NDs (nanodamlacıklar) kavitasyon eşiğini başarıyla düşürmüş olsa da, PFC (perflorokarbon) miktarının belirlenememesi ve sentez karmaşıklığı gibi engellerle karşılaşılmıştır. Bu nedenle, ilk NDs'nin sınırlamalarını gidermek için NCC'ler (nanokap kümelenmeleri) araştırılmıştır. Ancak histotripsi, tümör yeniden büyümesini önlemek için kombine tedavi gerektiren artıklar bırakmaktadır. Hidrofobik bir antikanser ajan olan doksorubisin (Dox), kanser artıklarını yok etmek amacıyla sinerjik tedavi olarak NCC'lere eklenmiştir. Bununla birlikte, bu sistemde erken saatlerde hızlı ilaç salımı gözlemlenmiştir. Son dönemde, daha güvenli bir nanotaşıyıcı ve NMH (nanoparçacık ortamlı histotripsi) için umut vadeden bir ajan olarak ikinci nesil NDs geliştirilmiş; ilk NDs'nin dezavantajlarını hafifletmek, NCC'lerle rekabet etmek, salımı kontrol etmek ve daha geniş bir ilaç yelpazesini sisteme yükeleyebilmek üzere tasarlanmıştır. İkinci nesil NDs, poli(etilen glikol)-fluoroalkil (PEG-fluoroalkil) zincirlerinin perflorohekzan (PFH) ile birleştirilmesiyle formüle edilmiş ve ölçülebilir PFH içeriği, ayarlanabilir boyut, geliştirilmiş NMH performansı ve yapısal kararlılık sağlamıştır. Bu çalışmada, NDs'ye Dox yüklenmesi ile NMH sırasında Dox'u tümör bölgesine lokal olarak ulaştırıldığı kombine bir tedavi önerilmiştir. İki farklı zincir uzunluğuna sahip PEG (PEG550 ve PEG2k) ve dört farklı fluoroalkil zinciri (pentafloropropanoik asit (F5), heptaflorobütirik asit (F7), perfloropentanoik asit (F9) ve undekaflorohekzanoik asit (F11)) ile PFH ve Dox'un varlığında sekiz farklı ND formüle edilmiştir. Bu süreç, istenilen boyut, kompakt yapı, PEG550 içeren NDs'de ölçülebilir PFH içeriği, optimal ilaç yükleme kapasitesi ve düşük kavitasyon eşiği ile sonuçlanmıştır. Aynı şekilde, NDs'nin salım davranışı değerlendirilmiş ve kısa fluoroalkil zinciri ile uzun PEG zincirinin sinerjisinin, NMH olmadan kontrollü salım sağladığı belirlenmiştir. Dolaşım sırasında ilaç salımını en aza indirirken histotripsi sırasında salımı artırmak amacı ile difusyon bariyeri olarak ve yüzeyde hedefleme ajanı işlevselleştirilmesi için daha uzun PEG zincirleri eklenmiştir. %10 alkin-PEG-alkil zinciri (3 kDa) ve %90 PEG-fluoroalkil zincirlerinden oluşan fonksiyonel NDs,“click”kimyası kullanılarak azid-EPPT1 peptitleri ile işlevselleştirilmiş, böylece PEG yoğunluğu ve hedefleyici ajan eklenerek ilaç salımı ve hedefleme üzerinde kontrol sağlanmıştır. Boyut, ilaç yükleme kapasitesi, kararlılık ve salım profilleri ile karakterize edilen bu NDs, NMH olmaksızın kontrollü salım ve NMH sırasında artan salım sergileyerek etkili bir sinerjik tedavi potansiyeli ortaya koymuştur.

Özet (Çeviri)

Though the initial nanodroplets (NDs) successfully lowered the cavitation threshold, they encountered obstacles of indeterminate PFC content and synthesis complexity. Then, nanocone clusters (NCCs) were explored to address the limitations of the first NDs. However, histotripsy leaves residual debris, necessitating combination therapy to prevent tumor regrowth. Doxorubicin (Dox), a hydrophobic anticancer agent, was introduced into NCCs as synergetic therapy to kill the cancer remnants. But early burst drug release and instable inclusion complex were noticed in this system. Recently, a safer nanocarrier and promising agent for nanoparticle-mediated histotripsy (NMH) had emerged as second-generation NDs to alleviate the drawbacks of the initial NDs; compete with NCCs by controlling the release as well as encapsulating a broader variety of drugs. Second-generation NDs were formulated by assembling poly(ethylene glycol)-fluoroalkyl (PEG-fluoroalkyl) chains with perfluorohexane (PFH), facilitating detectable PFH content, tunable size, enhanced NMH performance, and structural stability. Herein, incorporating Dox into advanced NDs was proposed as a combined therapy to locally deliver Dox on tumor site. A library of eight NDs was formulated using two different length chains PEG (PEG550 and PEG2k) and four distinct fluoroalkyl chains, pentafluoropropanoic acid (F5), heptafluorobutyric acid (F7), perfluoropentanoic acid (F9), and undecafluorohexanoic acid (F11), in the presence of PFH and Dox. This resulted in desirable size, compacted structure, quantifiable PFH content (in PEG550 NDs), optimal drug loading, and reduced cavitation threshold. Likewise, NDs were assessed for their release behavior and results underscored that the synergy of short fluoroalkyl chain and longer PEG chain exhibited controlled release without NMH. To minimize drug release during circulation while enhancing it during histotripsy, diffusion barriers like telechelic PEG were added. The functional NDs, made of 10% alkyne PEG-alkyl chain (3KDa) and 90% PEG-fluoroalkyl chains, were modified with azide-EPPT1 peptides via“click”chemistry, allowing control over drug release and targeting by adjusting PEG density and incorporating target agent. Characterized by size, drug loading, stability, and release profiles, these NDs exhibit controlled release without NMH and increased release during NMH, showcasing their potential for effective synergistic treatment.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    749815

    Bioconjugated β-cyclodextrin-perfluorohexane nanocone clusters as functional agents for nanoparticle mediated histotripsy

    Başlık çevirisi yok

    CEMRAN TOYDEMİR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Biyomühendislikİstanbul Medipol Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YASEMİN YÜKSEL DURMAZ

  2. Tez No

    926078

    Computational and experimental investigation of drug loaded nanocone clusters

    İlaç yüklü nanokap kümelerinin hesaplamalı ve deneysel incelenmesi

    MOHAMMAD ABOU CHAKRA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Biyoteknolojiİstanbul Medipol Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği ve Biyoenformatik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YASEMİN YÜKSEL DURMAZ

  3. Tez No

    403300

    Development of novel nanomedicines for treatment of primary and metastatic prostate cancer

    Başlık çevirisi yok

    ÖMER AYDIN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    BiyomühendislikUniversity of Michigan

    Dr. MOHAMED E--SAYED

  4. Tez No

    166299

    Accurate determination of the potential energy surfaces and the molecular properties for MHe+ (M=Li, Na, K) complexes using quantum mechanical techniques

    MHe+ (M=Li, Na, K) sistemleri için potansiyel enerji yüzeylerinin ve molekül özelliklerinin kuantum mekaniksel olarak hesaplanması

    EROL YILDIRIM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. MİNE YURTSEVER

  5. Tez No

    498109

    Development of a histotripsy agent using host-guest interaction

    Ev sahibi-misafir etkileşimi kullanılarak histotiripsi ajanı geliştirilmesi

    TANZEEL UR REHMAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Biyomühendislikİstanbul Medipol Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YASEMİN YÜKSEL DURMAZ

Geri Dön