Lipid nanopartiküllerin transfeksiyon etkinliğinin farklı istatistiksel deney tasarımı metotları kullanılarak optimizasyonu
Optimization of transfection efficiency of lipid nanoparticles using different statistical experimental design methods
- Tez No: 982657
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HASAN AKBABA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Eczacılık ve Farmakoloji, Biyoteknoloji, Pharmacy and Pharmacology, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Solid Lipid nanoparticles, Experimental design, Central composite design, Box-Behnken design, Transfection
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Farmasötik Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Lipid nanopartiküller (LNP'ler), esasen ilaç dağıtım sistemlerinde kullanılan bir nanotaşıyıcı sınıfıdır. 1 ila 1000 nm arasında değişen küçük boyutlarda karakterize edilen bu partiküller, nükleik asitler, proteinler ve küçük moleküllü ilaçlar dahil olmak üzere çeşitli terapötik ajanları kapsülleyebilir. Lipid nanopartiküllerin geliştirilmesi, özellikle biyouyumlulukları, üretim kolaylıkları ve terapötik ajanların biyoyararlanımını artırma yetenekleri nedeniyle farmasötik teknolojide önemli bir mihenk taşı olmuştur. LNP'lerin tarihi, 1960'larda ilk kez ilaç dağıtımı amacıyla incelenen lipozomların keşfine kadar uzanmaktadır. Lipid çift katmanlardan oluşan bu veziküller, katı lipid nanopartiküller (KLN'ler) ve nanoyapılı lipid taşıyıcılar gibi daha gelişmiş nanopartikül sistemlerin geliştirilmesi için temel teknolojiyi oluşturmuştur. İstatistiksel tasarım yöntemleri; güvenilir ve geçerli sonuçlar elde etmek amacıyla deneyleri ve analizleri planlamak için kullanılan çeşitli teknikler ve ilkelerden oluşmaktadır. İstatistiksel tasarımların önemli bir kategorisi, öncelikle birkaç açıklayıcı değişken ile bir veya daha fazla yanıt değişkeni arasındaki ilişkileri araştırmak için kullanılan yanıt yüzeyi metodolojisi (RSM)'dir. Merkezi Kompozit Tasarım, Taguchi Tasarımı ve Box-Behnken Tasarımı; mühendislik, üretim ve ürün kalitesi optimizasyonu dahil olmak üzere çeşitli alanlarda yanıt yüzeyi metodolojisinde ve deney tasarımında yaygın olarak kullanılan üç önemli istatistiksel tasarım yöntemidir. Her tasarımın kendine özgü özellikleri ve uygulamaları vardır ve bu da onları deneysel araştırmalarda farklı senaryolar için uygun hale getirir. Genel olarak; Merkezi Kompozit Tasarım özellikle karmaşık etkileşimleri ve yanıt eğriliklerini araştırmak için faydalıdır, Taguchi Tasarımı üretim süreçlerindeki değişkenliği ve maliyetleri en aza indirmede kullanışlıdır. Box-Behnken Tasarımı ise birleştirilmiş deneysel çalışmalarla ikinci dereceden yanıt modelleri elde etmek için pratik ve verimli bir yol sunar. Optimizealışması kapsamında; merkezi kompozit tasarım, Box-Behnken tasarımı ve Taguchi tasarımı gibi 3 farklı deney tasarım metodu kullanılarak KLN formülasyonlarının hazırlanması ve bu formülasyonların transfeksiyon etkinliklerinin optimize edilmesi amaçlanmıştır. Tez çalışmasında KLN'lere yüklenmek üzere; plazmidlerin çoğaltılması, saflaştırılması ve izolasyon işlemleri gerçekleştirilmiş olup mikroemülsiyon dilüsyon yöntemiyle katı lipid nanopartiküller elde edilmiştir. Elde edilen formülasyonların ve bu formülasyonların oluşturduğu komplekslere ait karakterizasyon çalışmaları; partikül boyutu, zeta potansiyel ölçümleri ve SEM görüntülemeleriyle tamamlanmıştır. Bu formülasyonlara ait stabilite, sitotoksisite (L-929 hücrelerinde) ve transfeksiyon çalışmaları gerçekleştirilerek deneysel tasarımlar optimal formülasyonlar oluşturmaları açısından istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda Minitab yazılımı kullanılarak elde edilen optimal formülasyonların anlamlı sitotoksik etki göstermediği ve bu formülasyonların transfeksiyon yeteneğine sahip olduğu gösterilmiştir. Anahtar Kelimeler; Katı lipid nanopartiküller, Deney tasarımı, Merkezi kompozit tasarım, Box-Behnken tasarımı, Transfeksiyon.
Özet (Çeviri)
Lipid nanoparticles are a class of nanocarriers primarily used in drug delivery systems. Characterized by their small size, ranging from 1 to 1000 nm, these particles can encapsulate various therapeutic agents, including nucleic acids, proteins, and small-molecule drugs. The development of lipid nanoparticles has been a significant milestone in pharmaceutical technology, particularly due to their biocompatibility, ease of production, and ability to enhance the bioavailability of therapeutic agents. The history of lipid nanoparticles dates back to the discovery of liposomes, which were first studied in the 1960s for drug delivery purposes. These vesicles, composed of lipid bilayers, have formed the fundamental technology for the development of more advanced nanoparticle systems such as solid lipid nanoparticles and nanostructured lipid carriers. Statistical design methods consist of various techniques and principles used to plan experiments and analyses to obtain reliable and valid results. An important category of statistical designs is response surface methodology, primarily used to investigate the relationships between one or more response variables and several explanatory variables. Central Composite Design, Taguchi Design, and Box-Behnken Design are three important statistical design methods widely used in response surface methodology and experimental design across various fields, including engineering, manufacturing, and product quality optimization. Each design has its own unique characteristics and applications, making them suitable for different scenarios in experimental research. In general, Central Composite Design is particularly useful for investigating complex interactions and response curves, Taguchi Design is useful for minimizing variability and costs in production processes, and Box-Behnken Design offers a practical and efficient way to obtain second-order response models through combined experimental studies. Within the scope of this thesis study, the preparation of Solid Lipid Nanoparticle formulations and the optimization of the transfection efficiency of these formulations were aimed at using three different experimental design methods: central composite design, Box-Behnken design, and Taguchi design. For loading onto SLNs, plasmid replication, purification, and isolation processes were performed, and solid lipid nanoparticles were obtained using the microemulsion dilution method. Characterization studies of the obtained formulations and the complexes formed by these formulations were completed with particle size, zeta potential measurements, and SEM imaging. Stability, cytotoxicity (in L-929 cells), and transfection studies were performed on these formulations, and the experimental designs were statistically evaluated in terms of creating optimal formulations. As a result of experimental studies, it has been demonstrated that the optimal formulations obtained using Minitab software do not exhibit significant cytotoxic effects and that these formulations possess transfection capability.
Benzer Tezler
- Sirna taşıyıcı sistem geliştirme ve değerlendirme çalışmaları
Developing and evaluating studies on sirna delivery systems
BEHİYE ŞENEL
Doktora
Türkçe
2012
Eczacılık ve FarmakolojiAnadolu ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASEMİN YAZAN
YRD. DOÇ. DR. GÜLAY BÜYÜKKÖROĞLU
- ING4 geninin aktarılması amacıyla gen taşıyıcı sistemler hazırlanması ve farklı kanser hücre kültürlerinde etkinliğinin gösterilmesi
Preparation of gene carrier systems for the delivery of ING4 gene and observing its effectiveness in different cancer cell cultures
UĞUR KARAGÖZ
Doktora
Türkçe
2019
Eczacılık ve FarmakolojiMarmara ÜniversitesiFarmasötik Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE GÜLTEN KANTARCI
- Nükleik asit taşıyıcı olarak hibrit nanopartikül sistemlerinin hazırlanması ve kanser hücreleri üzerinde etkinliğinin incelenmesi
Preparation of hybrid nanoparticle systems as nucleic acid carriers and investigation of their effectiveness on cancer cells
SAHAR TARKAVANNEZHAD
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyoteknolojiEge ÜniversitesiFarmasötik Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA KOTMAKÇI
- Doğal ve sentetik biyouyumlu polimerik nanopartiküler gen taşıyıcı sistemlerin elde edilmesi ve transfeksiyon etkinliğinin incelenmesi
Preparation of natural and synthetic biocompatible polymeric nanoparticular gene delivery systems and investigation of transfection effect
MEHMET KORAY GÖK
Doktora
Türkçe
2012
Biyoteknolojiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAADET KEVSER PABUCCUOĞLU
DOÇ. DR. ERDAL CEVHER
- Gen tedavisi amaçlı nanotaşıyıcı platformların geliştirilmesi
Development of nanocarrier platforms for gene therapy
HAZAL PEKASIL
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Eczacılık ve FarmakolojiAnkara ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ASUMAN BOZKIR