pH Güdümlü Nano İlaç Taşıyıcı Bir Sistem Olarak Nanosponge Eldesi, Karakterizasyonu İn Vitro İlaç Salınım ve Toksisite Özelliklerinin Araştırılması

Abstract

Tez, ALD-NS'nin sentezi ve pH'a duyarlı bir ilaç taşıyıcı olarak kullanılabilirliğini araştırmayı amaçlamıştır. Bu amaçla, aldehit (CHO) grupları ile işlevselleştirilmiş β-CD, NaIO4'ün değişen molar oranları kullanılarak oksidasyon işlemi ile sentezlenmiş ve karakterizasyon sonuçları, fonksiyonel CHO gruplu OX-β-CD'lerin oluşumunu doğrulamıştır. OX-β-CD'ler PMDA çapraz bağlayıcı ile geliştirilen yöntemle çapraz bağlanarak suda çözünür, katı ALD-NS elde edilmiş ve DOX.HCl'nin NH2 grubunun varlığından dolayı reflux yöntemi ile hem pH'a duyarlı Schiff bazı (C=N) bağı oluşumunun sağlanması hem de ALD-NS'nin hidrofilik kısmı entegre edilmesi amaçlanmıştır. ALD-NS+DOX karakterize edilmiş ve sonuçlar bu oluşumu, kapsüllenmeyi ve morfolojik değişimi PS (372.7±8.21nm), negatif ZP (-12.8±1.54) ve yüksek EE (%85.5) ile göstermiştir. ALD-NS+DOX'un in vitro salım davranışı, farklı pH'larda üç tampon ortamında değerlendirilmiş ve pH 5.2'de ilaç salımının pH 7.4 ortamından daha yüksek olduğu, Schiff bazı ve çapraz bağlayıcının kolay hidrolizi nedeniyle saf DOX'a kıyasla sürekli, uzun süreli ilaç salım profili meydana geldiği gözlenmiştir. ALD-NS+DOX'un doza ve zamana bağlı sitotoksisitesi ve hücresel alımı, A549 kanser hücreleri üzerinde belirlenmiştir. İlaç yüklü NC'nin hücre canlılıkları, konsantrasyon arttıkça azalmış, ancak serbest DOX ile karşılaştırıldığında daha yüksek canlılıklar ve çeşitli zaman aralığında tamamen eşdeğer konsantrasyonda hücrenin içinde veya yüzeyinde daha yoğun ilaç birikimi sergilediği bulunmuştur. İlaç salım kinetiği en yüksek korelasyon katsayısına (R2=0.97) dayanmasından dolayı en iyi Krosmeyyer-Peppas modeli tarafından ifade edilmiştir. Difüzyon katsayısı 'n'nin pH 5.2'de PBS için 0.622 ve NaOAc için 0.71 olduğunun ortaya çıkarılması, ilaç salımının hem çözünme (Schiff bazının hidrolizi) hem de Fickian olmayan difüzyon nedeniyle gerçekleştiğini ortaya koymaktadır. Sonuç olarak, sentezlenen yeni tür işlevselleştirilmiş nanoyapı, özellikle NH2 yan grubu içeren ilaçlar için düşük pH ortamında aday bir ilaç taşıyıcısı olma potansiyeline sahiptir.

Thesis aimed to fabricate and investigate usability of ALD-NS as a pH responsive drug delivery agent. For this aim, functionalized β-CD with aldehyde (CHO) groups were fabricated by oxidation process using varying molar ratios of NaIO4 and characterization results confirmed formation of OX-β-CDs with functional CHO groups. OX-β-CDs was crosslinked with PMDA crosslinker to obtain water soluble, solid ALD-NS with the method developed and DOX.HCl due to the presence of NH2 group was integrated by reflux method, aiming to ensure both pH sensitive Schiff base (C=N) bond and hydrophilic part of the ALD-NS. ALD-NS+DOX was characterized, and results showed this formation, encapsulation, and morphological change with PS (372.7±8.21nm), negative ZP (-12.8±1.54), high EE (85.5%). In vitro release behavior of ALD-NS+DOX was evaluated in three buffer conditions at different pH and observed that drug release at pH 5.2 is higher than at pH 7.4 environment occurring, sustain, prolong drug release profile compared to pure DOX due to easy hydrolysis of Schiff base and crosslinker. Time and dose dependent cytotoxicity and cellular uptake of ALD-NS+DOX were determined on A549 cancer cells. Cell viabilities of drug loaded NC decreased with increasing the concentration but have found higher viabilities and displayed the intensive drug accumulation on the surface or inside of the cell compared to free DOX in the all-equivalent concentration at various time range. Drug release kinetics was best expressed by the Krosmeyyer-Peppas model based on the highest correlation coefficient (R2=0.97), revealing that diffusion coefficient 'n' was found 0.622 for PBS and 0.71 for NaAcetate at pH 5.2 specifying drug release occurs due to both dissolution (hydrolysis of Schiff base) and non-Fickian diffusion. As a result, the novel kind of functionalized nanostructure has the potential to be a candidate drug carrier in a low pH environment, especially for drugs containing NH2 side group.