Biyopolimerik Misellerin Sentezi ve Karakterizasyonu, Modifiye Edilmiş Anti-kanser İlaçların Kontrollü Salımında Kullanılması
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2018
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Özlem GÖKÇE KOCABAY
Danışman: Osman İsmail
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Meme kanseri, kadınlarda yüksek mortalite oranına sahip büyük bir kanser türüdür. Doksorubisinin (DOX) meme kanseri tedavisi için çok etkili olduğu kanıtlanmıştır. Bununla birlikte kalp ile ilgili toksisite, kısa yarılanma ömrü ve sulu çözelti içindeki düşük çözünürlük gibi dezavantajlar uygulamalarını engellemiştir. Çoklu ilaç direnci (MDR) kanser kemoterapisinde önemli bir engeldir. Bir hücre zarı proteini olan P-glikoprotein (P-gp) ilaçları hücrelerin dışına etkin bir şekilde taşır, hücre içi birikimini azaltır ve çoklu anti-kanser ilaçlara dirence sebep olur. P-gp'nin aşırı ekspresyonu MDR ile yakından ilişkilidir ve P-gp aracılı taşınımın bloke edilmesi MDR'yi tersine çevirmek olarak bilinmektedir. Blokaj ajanları genellikle MDR modülatörleri olarak adlandırılır ve MDR modülatörleri tarafından direncin tersine çevrilmesinin kanser kemoterapisinin sonucunu iyileştirmesi beklenir. MDR'nin üstesinden gelmek için bir kemoterapötik ajan, DOX ve bir P-gp inhibitörü, ᴅ-α-Tokoferol polietilen glikol 1000 süksinat veya valspodar (TPGS 1000 veya PSC 833), poli(ε-kaprolakton)-poli(etilen glikol)-poli(ε-kaprolakton) (PCL-PEG-PCL) (PCEC) miseline DOX/TPGS 1000 veya DOX/PSC 833 yüklü polimerik miselleri (PM) elde etmek için eş-yüklendi. Farklı bileşimlere sahip, biyolojik olarak bozunan, biyouyumlu ve amfifilik PCEC triblok kopolimerleri, başlatıcı olarak polietilen glikol (PEG) ve katalizör olarak kalay 2-etilhekzonoat (Sn(Oct)2) varlığında kaprolaktonun halka açılma polimerizasyonu yoluyla sentezlendi. Triblok kopolimerlerin yapısı, proton nükleer manyetik rezonans (1H NMR), fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR), jel geçirgenlik kromatografisi (GPC) ile karakterize edildi. Kopolimerlerin termal davranışı diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ile karakterize edildi. PCEC kopolimerlerinin kendiliğinden bir araya gelmesi ve misel oluşumu bir spektro florofotometre ile floresan spektrumları kullanılarak araştırıldı. Polimerlerin kritik misel konsantrasyonları (CMC) 0.000293-0.019202 mg/ml aralığında idi. Sulu PCEC çözeltilerinin sol-jel-sol faz geçiş davranışları tüp ters çevirme yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Elde edilen PCEC kopolimerlerinin sulu çözeltisi sıcaklık arttıkça sol-jel-sol geçişine maruz kalmıştır, oda sıcaklığında akan sol daha sonra vücut sıcaklığında akmayan jele dönüşmüştür. PCEC miselleri nanoçöktürme tekniği ile hazırlandı. Kısaca, seçilen 4 proses parametresi (PEG'in molekül ağırlığı, PCL/PEG oranı, polimer konsantrasyonu ve çözücü/su oranı) aseton veya dimetilformamit (DMF) çözücüleri için 2 farklı değere ayarlandı. Deneyler her bir çözücü için 36 deneysel koşul ile iki kez tekrarlanmıştır, misellerin parçacık boyutu, zeta potansiyelleri ve polidispersite indeks değerleri dinamik ışık saçılımı (DLS) ile belirlenmiştir. Aseton ile hazırlanan optimize edilmiş misel 0.75 düşük polidispersite indeksi, 225 nm dar tekil dağılımlı tek modlu boyut dağılımı ve -2.2 mV zeta potansiyeli ile kayda değerdir. Elde edilen miseller, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile gösterildiği gibi küresel bir şekil sergiler. Daha sonra DOX herhangi bir yüzey aktif madde ve toksik organik çözücü kullanılmadan nanoçöktürme yöntemiyle PCEC misellere yüklenmiştir. Bu çalışmada karıştırma hızı, temas süresi, trietilamin (TEA) miktarı ve %DOX 2 farklı değere ayarlanmıştır. Deneyler 16 deneysel şartın her biri için iki kez tekrarlanmıştır, misellerin ilaç kapsülleme etkinliği (EE) ve ilaç yüklemesi (DL) belirlenmiştir. Misellerin DOX miktarı ultraviyole spektrofotometre (UV-Vis) ile ölçüldü. Bu optimum koşullar altında hesaplanan kapsülleme verimliliği (EE) %78.98 olarak bulundu. DOX ile birlikte farklı P-gp inhibitörleri misellere yüksek miktarda yüklenebildi. DOX/TPGS 1000 ve/veya DOX/PSC 833 yüklü PCEC polimerik miselleri ilk kez hazırlandı. Misellerin FT-IR analizi DOX, TPGS 1000 ve PSC 833'ün misellere kapsüllenmiş olduğunu gösterdi. TPGS 1000 ve PSC 833'ün miktarları yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) kullanılarak belirlendi. İki aktif madde içeren formülasyonlarda DOX'in tutuklama verimliliği P-gp inhibitörleri sayesinde daha yüksek bulunmuştur. DOX'in kontrollü salımını araştırmak için 37°C'de pH 5.0, 6.5 ve 7.4 salım ortamı olarak Fosfat tampon çözeltisi (PBS) kullanılmış ve salım kinetiği hesaplanmıştır. Çeşitli polimerik misel formülasyonlarının fiziksel ve kimyasal stabilitesi analiz edildiğinde sonuçlar misellerin kararlı olduğunu, 5°C sıcaklıkta 15 gün süreyle güvenli bir şekilde saklanabileceğini ve her iki eş-kapsüllenmiş ilacın bu zaman süresince sistemde tutulabileceğini kanıtlar. Elde edilen sonuçlara göre DOX çözünürlüğü anti-kanser aktif maddesi ile beraber bir P-gp inhibitörü içeren misel formülasyonları ile arttırılabilir. Bu sonuçlar DOX ile TPGS 1000 veya PSC 833'ün PCEC miselleri ile eş-salımının kanser tedavisi için çok umut verici olduğunu ortaya koymaktadır. Anahtar Kelimeler: Biyobozunur, poli(Ɛ-kaprolakton)-poli(etilen glikol)-poli(Ɛ-kaprolakton), doksorubisin, P-gp, ilaç salım sistemi