dc.contributor.advisor | Aydoğan, Nihal | |
dc.contributor.author | Kalaycıoğlu, Gökçe Dicle | |
dc.date.accessioned | 2017-07-11T12:14:40Z | |
dc.date.available | 2017-07-11T12:14:40Z | |
dc.date.issued | 2017-06-30 | |
dc.date.submitted | 2017-06-06 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/3686 | |
dc.description.abstract | Nanoparticles have been driving much attention in the last years since they can be
used both in scientific studies and in medical and technological applications,
Nanoparticles can be synthesized by utilizing a variety of constituents, among
which the most studied ones are metallic, polymeric and lipid based nanoparticles.
The size, shape, and the surface functionalities of nanoparticles as well as the
material which is synthesized vary in accordance with and relative to their target
applications. Solid lipid nanoparticles (SLNs), which are synthesized by using
various physiological lipids, emulsifiers and water, have first come into use as an
alternative nanocarrier in 1990s. Due to their high biocompatibility, stability and
availability/efficiency to encapsulate various active materials, SLNs are positively
distinguished from other alternatives in many fields, pharmaceutical and
biomedical applications in particular. In addition, since they possess biocompatible
and physiologically related raw materials and adjustable release kinetics which
depend on the synthesis method, SLNs are an ideal alternative to be used in the
body for different purposes and with various administration routes. In the first
stage of the study, it has been aimed to prepare and characterize SLNs with
proper size and surface functionalities to calculate their drug
encapsulation/release capacities. In order to characterize the SLNs which are
prepared by using “Microemulsion Method”, Atomic Force Microscopy (AFM) and
v
Dynamic Light Scattering (DLS) have been utilized to get information regarding
size, the polydispersity, and geometry, while zeta potential measurements have
brought out surface charge density of the SLNs prepared. Moreover, thermal
properties and morphological structures of SLNs have been studied in detail with
Differential Scanning Calorimetry (DSC) technique. The size and zeta potential
values of SLNs have been re-measured three months after the synthesis in order
to evaluate high long-term stability feature, which is cited as one of the major
advantages of SLNs in literature. Ascorbic acid (AA) and methylene blue (MB)
have been used as model drugs to evaluate the drug encapsulation/release
capacities of SLNs prepared with certain specifications. MB has been attached to
the surface of the SLNs with electrostatic interaction whereas AA has been loaded
in the particle structure during the synthesis. Drug encapsulation/release
capacities have been analyzed by UV-vis spectrophotometry. In the second part of
the study SLNs have been used as building block to prepare colloidal
microcapsules. It is very common to use metallic nanoparticles to prepare
microcapsule structure. The synthesis of MCs whose shell-side is constructed by
SLNs, is the first in literature. While polystyrene particles and Ibuprofen drug
crystals have been used as the core material, SLNs, gold nanoparticles and
chitosan have been used in the shell-side. The shell of the MCs has been
prepared with “Layer-by-layer method” with use of electrostatic interaction of
materials. The coating performance of each layer has been monitored by
measuring zeta potential changes after each layer of coating. In addition, the
layers have been viewed with Scanning Electron Microscope (SEM). In addition,
encapsulation/release performance of MCs was investigated by using these
predetermined model molecules. As a result, the introduced MCs by this thesis
which has produced by using SLNs as building blocks has been achieved for the
first time in literature and a good alternative for both multiple drug delivery and as
a diagnostic tool which will launce lots of new project for more functional drug
delivery vehicles. What is more, with gold nanoparticles added to the MC
structure, new- generation colloidal structures have been produced which can be
used in both diagnosis and treatment. | tr_TR |
dc.description.sponsorship | TÜBİTAK | tr_TR |
dc.description.tableofcontents | ÖZET........................................................................................................................i
ABSTRACT............................................................................................................ iv
TEŞEKKÜR........................................................................................................... vii
İÇİNDEKİLER....................................................................................................... viii
ÇİZELGELER........................................................................................................ xi
ŞEKİLLER.......................................................................................... xiii
SİMGELER VE KISALTMALAR............................................................................ xx
1. GİRİŞ...................................................................................................................1
2. GENEL BİLGİLER................................................................................................6
2.1. Nanobilim ve Teknoloji.................................................................................... 6
2.2. Nanopartiküller..................................................................................................6
2.2.1. Lipit Nanopartiküller........................................................................................7
2.2.1.1. Katı Lipit Nanopartiküller (KLN)...................................................................8
2.2.1.1.1. Kullanılan Malzemelerin KLNlerin Özellikleri Üzerine Etkisi..................10
2.2.1.1.1.1. Kullanılan Lipitin Etkisi....................................................................... 10
2.2.1.1.1.2. Kullanılan Emülsifiye Edici Ajanın Etkisi..............................................11
2.2.1.1.2. KLN Hazırlama Yöntemleri.................................................................... 11
2.2.1.1.3. KLNlerde Etken Madde Yüklenmesi ve Salımı..................................... 15
2.2.1.1.4. KLNlerin Stabilitesi................................................................................ 19
2.2.1.1.5. KLNlerin Uygulama Yolları.................................................................... 20
2.3. Mikrokapsüller................................................................................................ 23
2.3.1. Mikrokapsüllerin Hazırlanması.................................................................... 24
2.3.1.1. Yüzey Aktif Madde Temelli Emülsiyon (Surfactant Mediated Emulsion)..24
2.3.1.2. Pickering Emülsiyonların ve Kolloidozomlar..............................................25
2.3.1.3. Mikroakışkanlar........................................................................................ 27
2.3.1.4. Tabaka-Tabaka Kaplama Yöntemi............................................................ 27
2.3.1.4.1. TTK Yöntemiyle Hazırlanan Mikrokapsüllerin İçine Etken Madde
Alımı................................................................................................... 30
2.3.1.4.2. TTK Yöntemiyle Hazırlanan Mikrokapsüllerden Etken Madde Salımı....32
2.4. İlaç Salım Mekanizma ve Modelleri................................................................ 33
ix
3. DENEYSEL YÖNTEMLER................................................................................ 41
3.1. Kimyasal Maddeler......................................................................................... 41
3.2. Katı Lipit Nanopartiküllerin Sentezi................................................................ 41
3.2.1. 1. Basamak – Mikroemulsiyon Hazırlanması.............................................. 41
3.2.2. 2. Basamak – KLNlerin Oluşturulması....................................................... 42
3.3. Katı Lipit Nanopartiküllerin İlaç Tutma Özelliklerinin İncelenmesi.................. 42
3.3.1. Katı Lipit Nanopartiküllere Askorbik Asit Yüklenmesi.................................. 43
3.3.2. Katı Lipit Nanopartiküllere Metilen Mavisi Yüklenmesi................................ 44
3.4. Katı Lipit Nanopartiküllerden İlaç Salım Özelliklerinin İncelenmesi................44
3.4.1. Katı Lipit Nanopartiküllerden Askorbik Asit Salım Özelliklerinin
İncelenmesi........................................................................................................... 44
3.4.2. Katı Lipit Nanopartiküllerden Metilen Mavisi Salım Özelliklerinin
İncelenmesi........................................................................................................... 45
3.5. Altın Nanopartiküllerin Sentezi....................................................................... 45
3.6. Kolloidal Mikrokapsüllerin Hazırlanması........................................................ 46
3.6.1. Polistiren (PS) Lateks Partiküller Kullanılarak Mikrokapsül
Oluşturulması........................................................................................................ 46
3.6.2. Ibuprofen (IBU) Kristalleri Kullanılarak Mikrokapsül Oluşturulması.............48
3.7. Sentezlenen Katı Lipit Nanopartiküllerin, Altın Nanopartiküllerin ve Kolloidal
Mikrokapsüllerin Karakterizasyonu...................................................................... 51
3.7.1. LS (ışık Saçınımı Yöntemi)......................................................................... 51
3.7.2. AFM Görüntülemesi (Atomik Kuvvet Mikroskobu)........................................53
3.7.3. Zeta-potansiyel ölçümleri............................................................................ 54
3.7.4. Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC).................................................... 56
3.7.5. Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM)........................................................ 57
3.7.6. Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM)......................................................... 58
4. DENEYSEL BULGULAR VE TARTIŞILMASI................................................... 61
4.1. Katı Lipit Nanopartiküllerin Sentezi............................................................... 61
4.1.1. Malzemelerin ve Yöntemin Belirlenmesi.................................................... 61
4.1.2. KLN Sentezi 1. Basamak - ME Hazırlanması............................................. 63
4.1.3. KLN Sentezi 2. Basamak - KLN Hazırlanması........................................... 69
4.2. Katı Lipit Nanopartiküllerin Karakterizasyonu................................................ 71
4.3. Katı Lipit Nanopartiküllerin Stabilitesi............................................................. 81
4.4. Katı Lipit Nanopartiküllerin İlaç Tutma Özelliklerinin İncelenmesi...................84
x
4.4.1. Katı Lipit Nanopartiküllerin Metilen Mavisi Tutma Özelliklerinin
İncelenmesi........................................................................................................... 85
4.4.2. Katı Lipit Nanopartiküllerin Askorbik Asit Tutma Özelliklerinin
İncelenmesi........................................................................................................... 89
4.5. Katı Lipit Nanopartiküllerin In Vitro İlaç Salım Özelliklerinin İncelenmesi.......91
4.5.1. Katı Lipit Nanopartiküllerden Metilen Mavisi Salım Özelliklerinin In Vitro
Ortamda İncelenmesi............................................................................................ 92
4.5.2. Katı Lipit Nanopartiküllerden Askorbik Asit Salım Özelliklerinin In Vitro
Ortamda İncelenmesi............................................................................................ 94
4.6. Kolloidal Mikrokapsüllerin Oluşturulması.................................................... 101
4.6.1. Polistiren (PS) Lateks Partiküller Kullanılarak Mikrokapsül
Oluşturulması..................................................................................... 105
4.6.2. Ibuprofen Kristalleri (IBU) Kullanılarak Mikrokapsül Oluşturulması...........124
5. SONUÇLAR.................................................................................................... 151
KAYNAKLAR....................................................................................................... 157
EKLER.............................................................................................. 169
ÖZGEÇMİŞ......................................................................................................... | tr_TR |
dc.language.iso | tur | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.subject | Katı Lipit Nanopartiküller | tr_TR |
dc.subject | İlaç Taşınımı | tr_TR |
dc.subject | Kolloidal Mikrokapsüller | tr_TR |
dc.title | Katı Lipit Nanopartiküller Kullanılarak Kolloidal Mikrokapsül Üretimi | tr_TR |
dc.type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Nanopartiküller, son yıllarda, hem bilimsel çalışmalar hem de medikal ve teknolojik
uygulamalarda kullanılabilirliği nedeniyle oldukça ilgi çekmektedir. Metalik, polimer
ve lipit başlıcaları olmak üzere, çeşitli yapıtaşları kullanılarak nanopartiküller
sentezlenebilmektedir. Nanopartiküllerin hangi malzemeden oluştuğu, boyutu,
şekli ve yüzey fonksiyonelliği, kullanılacağı hedef alana göre değişmekte ve
görecelilik kazanmaktadır. Çeşitli fizyolojik lipitler, emulsifiye edici ajanlar ve su
kullanılarak sentezlenen katı lipit nanopartiküller (KLN); 1990lı yıllarda ilk defa,
alternatif bir nanotaşıyıcı olarak kullanılmaya başlanmıştır. KLNler biyouyumluluk,
yüksek dayanım ve çeşitli malzemelerin enkapsülasyonuna olanak sağlaması gibi
avantajlarıyla, özellikle biyomedikal ve farmasötik başta olmak üzere birçok alanda
diğer nanotaşıyıcılardan öne çıkmaktadır. Ayrıca KLNlerin sentez yöntemine göre,
bünyesinde taşıyacağı etken maddenin salım özelliklerinin kontrollü şekilde
ayarlanabiliyor olması ve fizyolojik olarak tolere edilebilen lipitler kullanılarak
sentezleniyor olması; vücut içinde, çok çeşitli kullanım amaçları ve uygulama
yolları için ideal bir alternatif olmalarını sağlamaktadır. Yapılan çalışmanın ilk
aşamasında, uygun boyut ve yüzey özelliklerinde KLNlerin hazırlanması,
karakterize edilmesi ve ilaç alım/salım kapasitelerinin hesaplanması ile bu
bağlamda sentezlenen nanopartiküllerin hastalık teşhisinde sensör veya
ii
tedavisinde çeşitli molekülleri (gen, ilaç vb.) taşıma ajanı olarak biyomedikal
uygulamalarda kullanılabilirliğinin araştırılması hedeflenmiştir. Sentez yöntemi
olarak “Mikroemülsiyon Yöntemi” kullanılan çalışmanın bu ilk kısmında, hazırlanan
KLNlerin Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ve Dinamik Işık Saçınımı (DLS) ile
boyut, boyut dağılımı ve geometrileri hakkında bilgi edinirken, zeta potansiyel
ölçümleri de gerçekleştirilip yüzey yük yoğunlukları hesaplanmıştır. Bunun yanı
sıra Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) tekniği ile de KLNlerin termal
özellikleri ve morfolojik yapısı detaylı şekilde incelenmiştir. KLNlerin literatürde
geçen önemli avantajlarından biri olan yüksek uzun dönemli stabilitesinin de
değerlendirilebilmesi için, sentezin ardından 3 ay sonra boyut ve yüzey özellikleri
tekrar ölçülmüştür. İstenen özelliklerde hazırlanan KLNlerin ilaç alım/salım
kapasitelerinin değerlendirilmesi için model ilaç molekülleri olarak askorbik asit
(AA) ve metilen mavisi (MM) kullanılmıştır. Elektrostatik etkileşimden
faydalanılarak MM partikül yüzeyine tutturulurken, sentez aşamasında eklenerek
AA partikül yapısı içine yüklenmiştir. Kullanılan partiküller için ilaç alım/salım
kapasiteleri UV-vis spektroskopisi kullanılarak analizlenmiştir. Çalışmanın ikinci
kısmında istediğimiz boyut ve yüzey özelliklerinde hazırlayabildiğimiz biyouyumlu,
dayanımı yüksek ve ilaç alım/salım performansları test edilmiş KLNler yapıtaşı
olarak kullanılarak kolloidal mikrokapsüller hazırlanmıştır. Kolloidal mikrokapsüller,
kabuk kısmında yapıtaşı olarak kolloidal partiküller kullanılarak sentezlenen
kapsüller olup, günümüzde daha çok metal ya da polimerik nanopartiküller
kullanılarak sürdürülmektedir. KLNler kullanılarak hazırlanan bu yapılar, hem
kabuk kısmını oluşturan nanopartiküller sayesinde gelişmiş alım kapasitesi ve
fonksiyonellik gösteren, hem de yüksek dayanım ve biyouyumluluğa sahip lipit
bazlı kolloidal mikrokapsüllerin (MK) üretimi literatürde ilk kez sağlanmıştır.
Çekirdek malzeme olarak polistiren partiküller ile Ibuprofen ilaç kristalleri
kullanılırken, kabuk kısmında KLNler, altın nanopartiküller ve kitosandan
faydalanılmıştır. Oluşturulan MKların kabuk kısmı zıt yüklü malzemelerin
elektrostatik etkileşiminden faydalanılarak “Tabaka-tabaka kaplama yöntemi”
kullanılarak hazırlanmıştır. Her bir tabaka kaplanmasının ardından zeta potansiyel
değişimi ile tabakaların kaplanma performansı takip edilmiştir. Ayrıca Taramalı
Elektron Mikroskobu kullanılarak da tabakalar görüntülenmiştir. Hazırlanan MKlar
ile belirlenen model moleküller için alım/salım denemeleri yine KLNler için
uygulanan prosedürler kullanılarak yapılmıştır. Yapılan çalışmalar doğrultusunda
iii
KLN kullanılarak MK üretiminin tamamlanmasıyla, literatürde ilk defa yapıtaşı
olarak lipit bazlı nanopartikül kullanılarak hazırlanmış olan kolloidal MK üretimi
gerçekleştirilmiştir. Ayrıca MK yapısına eklenen altın nanopartiküller sayesinde
hem teşhis hem de terapi amaçlı kullanılabilecek yeni nesil kolloidal yapılar elde
edilmiştir. | tr_TR |
dc.contributor.department | Kimya Mühendisliği | tr_TR |
dc.contributor.authorID | 168974 | tr_TR |