Antikanser ilaçların kontrollü salımı için pektin bazlı sıcaklık / pH/ manyetik alan duyarlı nanopartikül sentezi ve karakterizasyonu

Bu çalışmada, pektin polimerine mikrodalgada N,N-dimetilaminoetil metakrilat monomerinin aşılanması ve aşı kopolimerlerin sıcaklık, pH ve manyetik alan duyarlı ilaç taşıyıcı sistemlerinde kullanılması hedeflenmiştir.Çalışmanın ikinci bölümünde Pek-aşı-PDMAEMA@Fe₃O₄ nanopartikülleri mikrodalga ile hazırlanmış ve model ilaç olarak 5-Fluorourasil (5-FU) seçilerek ilaç salım profilleri incelenmiştir. İlaç yüklü nanopartiküller tutuklanma verimleri, ilaç yükleme kapasiteleri ve partikül boyutları karakterize edildi. İlaç yüklü nanopartiküllerin farklı pH ve sıcaklıktaki salım çalışmaları incelendi.Nanopartiküllerden ilaç salımına aşı yüzdesi, pH, sıcaklık ve manyetik alan etkileri araştırıldı. Kinetik parametreler salım sonuçlarından yararlanılarak Peppas eşitliği ile belirlendi. In this study, it was aimed to graft of N,N-dimethylaminoethyl methacrylate monomer onto the pectin polymer in microwave and to use the graft copolymers in temperature, pH and magnetic field sensitive drug delivery systems. In the second part of the study, Pec-graft-PDMAEMA@Fe₃O₄ nanoparticles were prepared and drug release profiles were examined by choosing 5-Fluorouracil (5-FU) as a model drug. Drug loaded nanoparticles were also characterized with entrapment efficiencies, drug loading capacities and particle sizes. 5-FU release behavior from Pec-graft-PDMAEMA@Fe₃O₄ nanoparticles were investigated at various pH and temperatures. The effects of graft percentage, pH, temperature and magnetic field on drug release from the nanoparticles were explored. Kinetic parameters were determined by using Peppas equation by using release results. İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET............... .... .........................................................................................................ⅰ ABSTRACT.................................. ..............................................................................ⅲ TEġEKKÜR.................................................................................................................Ⅴ ĠÇĠNDEKĠLER...........................................................................................................Ⅵ ġEKĠLLER DĠZĠNĠ......................................................................................................Ⅹ ÇĠZELGELER DĠZĠNĠ............................................................................................ⅩⅣ KISALTMALAR......................................................................................................ⅩⅤ 1. GĠRĠġ........................................................................................................................1 1.1. Polimerlerin Genel Tanımı................................................................................ 3 1.2. Uyarıya Duyarlı Polimerler............................................................................... 3 1.3. Sıcaklığa Duyarlı Polimerler............................................................................. 4 1.4. pH Duyarlı Polimerler...................................................................................... 4 1.5. IĢık Duyarlı Polimerler..................................................................................... 5 1.6. Elektrik Alan Duyarlı Polimerler ..................................................................... 6 1.7. Manyetik Alan Duyarlı Polimerler................................................................... 6 1.8. Kontrollü Ġlaç Salım Sistemleri........................................................................ 6 1.8.1. Salım Mekanizmasına Göre Kontrollü Salım Sistemleri........................... 7 1.8.1.1. Difüzyon Kontrollü Sistemler.................................................................. 7 1.8.1.2. Çözücü Kontrollü Sistemler ................................................................... 8 1.8.1.3. Kimyasal Kontrollü Sistemler ................................................................ 8 1.8.1.4. Ortama Duyarlı Sistemler....................................................................... 9 1.9. Kontrollü Ġlaç Salım Sistemlerinin Uygulama Yolları................................ 10 1.10. Ġlaç Salım Kinetiği....................................................................................... 12 1.11. Nanopartiküller............................................................................................ 15 1.12. ÇalıĢmada Kullanılan Polimerler ve Ġlaçlar ................................................ 16 1.12.1. Pektin ...................................................................................................... 16 Ⅵ 1.12.2. Poli(N,N-dimetilaminoetil metakrilat) (PDMAEMA) .......................... 16 1.12.3. 5-Fluorourasil (5-FU) ............................................................................ 17 2. MATERYAL YÖNTEM........................................................................................18 2.1. Kimyasal Maddeler ......................................................................................... 18 2.2. Cihazlar ........................................................................................................... 19 2.3. Mikrodalga Destekli Pek-aĢı-PDMAEMA Sentezi....................................... 21 2.4. Pek- aĢı -PDMAEMA kaplı manyetik nanopartiküllerin hazırlanması.......... 22 2.5. 5-FU‟ nun Pektin ve pektin-aĢı-PDMAEMA Manyetik Kaplı Nanopartiküllerden Salım ÇalıĢması..................................................................... 24 2.6. Pektin ve pektin-aĢı-PDMAEMA manyetik nanopartiküllerinde MTT ÇalıĢması.....................................................................................................................23 3. ARAġTIRMA BULGULARI VE TARTIġMA.....................................................26 3.1. Pektin AĢı Kopolimerizasyonu...................................................................... 26 3.2. Pektin ve Pek-aĢı-PDMAEMA Kopolimerinin Yapısal Karakterizasyonu .. 27 3.2.1. Pektin ve Pek-aĢı-PDMAEMA‟ nın FTIR Sonuçlarının Değerlendirilmesi................................................................................................ 27 3.2.2. DSC Sonuçlarının Değerlendirilmesi ...................................................... 30 3.2.3. TGA Sonuçlarının Değerlendirilmesi.......................................................32 3.2.4. GPC-SEC Sonuçlarının Değerlendirilmesi............................................... 33 3.2.5. 13C- NMR Sonuçlarının Değerlendirilmesi .............................................. 35 3.2.6. Pek-aĢı-PDMAEMA Kopolimerlerinin LCST Değerlerinin Belirlenmesi.........................................................................................................36 3.3. OPTĠMĠZASYON PARAMETRELERĠ......................................................... 37 3.3.1. AĢılama Üzerine Süre Etkisi..................................................................... 37 3.3.2. AĢılama Üzerine Mikrodalga Gücü Etkisi................................................ 38 3.3.3. AĢılama Üzerine Monomer DeriĢimi Etkisi ............................................. 39 3.3.4. AĢılama Üzerine Pektin DeriĢimi Etkisi.................................................. 42 3.4. Pektin ve Pek-aĢı-PDMAEMA Kaplı Manyetik Nanopartiküllerden 5- Fluorourasil Salım ÇalıĢması ................................................................................. 43 Ⅶ 3.4.1. Pektin@ FeɜO₄ ve Pektin-aĢı-PDMAEMA@FeɜO₄ Nanopartiküllerin Tutuklanma Verimi ve Ġlaç Yükleme Kapasitesi................................................ 41 3.4.2 . Pek-aĢı-PDMAEMA Kaplı Manyetik Nanopartiküllerin FTIR Sonuçlarının Değerlendirilmesi .......................................................................... 44 3.4.3. 5-FU ve Pek-aĢı-PDMAEMA Kaplı Nanopartiküllerin DSC Termogramının Değerlendirilmesi ..................................................................... 45 3.4.4. Pektin@ FeɜO₄ ve Pek-aĢı-PDMAEMA₄@ Fe₃O₄ nanopartikülünün DSC Termogramının Değerlendirilmesi ..................................................................... 46 3.4.5. TGA Sonuçlarının Değerlendirilmesi...................................................... 47 3.4.5.1. Pek-aĢı-PDMAEMA₄@Fe₃O₄@5-FU nanopartiküllerinin TGA termogramının değerlendirilmesi................................................................................45 3.4.5.2. Pek-aĢı-PDMAEMA₄ ve Pek-aĢı-PDMAEMA₄@Fe₃O₄ TGA termogramının değerlendirilmesi................................................................................46 3.4.5.3. Pek-aĢı-PDMAEMA₄@Fe₃O₄ ve Pek-aĢı-PDMAEMA₄@Fe₃O₄@5- FU TGA termogramının değerlendirilmesi................................................................47 3.4.6. X-ıĢını Difraksiyonu (XRD)................................................................. 48 3.4.6.1. Pektin, Pek-aĢı-PDMAEMA₂ ve Pek-aĢı-PDMAEMA₄ Kopolimerlerinin XRD Sonuçlarının Değerlendirilmesi................................... 48 3.4.6.2. Pektin@Fe₃O₄, Pek-aĢı-PDMAEMA₄@Fe₃O₄ ve Pek-aĢıPDMAEMA₄@ Fe₃O₄@5-FU nanopartiküllerinin XRD Sonuçlarının Değerlendirilmesi ............................................................................................... 49 3.4.6.3. 5-FU ve Pek-aĢı-PDMAEMA₄@Fe₃O₄@5-FU nanopartikülünün XRD Sonuçlarının Değerlendirilmesi................................................................. 52 3.4.7. Pek-aĢı-PDMAEMA aĢı kopolimerin ve Pek-aĢı-PDMAEMA nanokürelerinin MTT Sonuçları............ ............................................................. 53 3.4.8. Manyetik nanopartiküllerin VSM Sonuçlarının Değerlendirilmesi ..... 56 3.4.9. Hazırlanan nanopartiküllerin TEM Analizi............................................55 Ⅷ 3.4.10. Manyetik nanokürelerin Zeta potansiyeli ve Size Sonuçlarının Değerlendirilmesi.......................................................................................................56 3.5. Pek-aĢı-PDMAEMA@Fe₃O₄@5-FU Manyetik Nanopartiküllerin in vitro Salım ÇalıĢmaları ................................................................................................... 59 3.5.1. AĢı yüzdesinin 5-FU Salımına Etkisi ...................................................... 59 3.5.2 pH‟nın 5-FU Salımına Etkisi................................................................... 63 3.5.3 5-FU Salımına Magnetik Alan Etkisi ........................................................ 66 3.5.4. 5-FU Salımına Sıcaklığın Etkisi .............................................................. 66 3.6. Kinetik Sonuçlar.................................................................................................. 69 4. SONUÇLAR....................................................................................................... 75 5. KAYNAKLAR................................................................................................... 76