Production of ICG-loaded polymeric nanofibers and investigation of their controlled release properties
ICG yüklü polimerik nanofiberlerin üretimi ve kontrollü salım özelliklerinin incelenmesi
- Tez No: 580389
- Danışmanlar: PROF. DR. AYDIN AKAN, DOÇ. DR. OĞUZHAN GÜNDÜZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Onkoloji, Bioengineering, Polymer Science and Technology, Oncology
- Anahtar Kelimeler: Biyopolimerler, Nanolif, Biopolymers, Nanofiber
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kanser, hücre döngü mekanizmalarında ortaya çıkan bozukluklar sonucu oluşan patolojik bir durumdur. Yeryüzünde ölümle sonuçlanan hastalıkların lideri olmaya devam eden kanser, biyomedikal araştırmalarda da oldukça önem taşımaktadır. Yapılan yüksek maliyetli araştırmalar tümör gelişiminin altyapısını ve kanserin biyolojisini büyük ölçüde ortaya koymuştur ancak kanserle ilişkili ölümlerin önüne geçilememiştir. En çok ölümle sonuçlanan kanserlerden biri olan Pankreas kanserine yakalanan hastaların 5 yıl yaşama oranı %2'nin altında görülmektedir. Birçok tipte pankreas kanseri bulunmaktadır. Bunlardan en yaygın olanı pankreas duktal adenokarsinomu (PDAC), pankreas kanserlerinin yaklaşık %90'ını oluşturmaktadır. Başlangıç PDAC özel klinik semptomlar göstermez, gösterdiği semptomlar özel olmadığından (sırt ağrısı, kilo kaybı ve sindirim sorunları) teşhisi güçtür. Pankreasın bu sinsi doğası yanında yüksek bölünme potansiyeli ve geleneksel tedavilere (kemoterapi, radyoterapi) karşı direnci de bulunmaktadır. Tüm bu dezavantajlar bir araya geldiğinde pankreas kanserinin cerrahi girişim sonrasında nüksetmesini önlemek için operasyon sonrasında uzun süreli tümör takibinin ve gerektiğinde lokal tedavisinin geliştirilmesi önem arz etmektedir. Yakın kızılötesi (NIR) alanda aktif organik boya olan İndosiyanin Yeşili (ICG), biyolojik dokuların üst katmanlarında emilmeden/saçılmadan daha derin katmanlara nufus edebildiği için derin tümörlerin görüntülenmesinde avantaj sağlamaktadırlar. Çünkü bu dalga boylarında sadece birkaç biyomolekül emilim veya yayılım özellikleri göstermektedir. Ancak ICG'nin sulu ortamdaki hızlı eliminasyonu ve kısa süreli stabilitesi, kanserli dokuların erken veya ameliyat sonrası tespiti/takibi için floresan probu olarak kullanımını sınırlandırmaktadır. Bu çalışmada, ICG organik boyası biyolojik ortamlarda stabilitesinin arttırılması ve dolayısıyla biyolojik bulunum süresinin uzatılması için tek adımlı çok eksenli elektroeğirme yöntemi ile Poli (ε-kaprolakton) (PCL), Poli (metilmetakrilat) (PMMA), Poli (vinil alkol) (PVA), Kitosan (CHI), Poli (llaktik asit) (PLA) ve Poli (etilen oksit) (PEO) gibi biyolojik olarak parçalanabilen farklı hidrofilik ve hidrofobik polimer kombinasyonları içinde kapsüllenmiştir. Böylece, farklı tür ve özelliklere sahip ICG kapsüllenmiş iki eksenli ve üç eksenli yapı grupları üretilmiş ve özellikleri değerlendirilmiştir. Çok katmanlı ICG kapsüllenmiş nano liflerin karakterizasyonu için Elektron Mikroskobu, SEM analizleri, Fourier-Dönüştürülmüş Kızılötesi (FT-IR) Spektrum analizleri, ve Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) analizleri yapılmıştır. Çok katmanlı nano elyafların nihai stabilitesinin değerlendirilmesi için çekme mekanik test analizleri yapılmıştır. İki katmanlı ve üç katmanlı elektroeğrilmiş nano lifler içinde kapsüllenmiş olan ICG'yi (1 mg / ml) ve bu lifler ile inkübe edilen MIA PaCa-2 pankreas kanseri hücreleri tarafından in vitro içselleştirilen ICG'yi görüntülemek için Konfokal Mikroskopi kullanılmıştır. Kapsüllenmiş ICG'nin arttırılmış stabilitesi ve biyolojik ortamlarda bulunabilirliğinin uzatıldığı farklı pH değerlerinde (pH = 4 ve 7) Fosfat Tamponlu Tuz Çözeltisinde in vitro sürdürülebilir uzun salım profili ile ispat edilmiştir. Bu sonuçlar, in vitro implante edilmiş olan ICG ile kapsüllenmiş çok eksenli nanofiber elyaflardan salınan ICG' lerin pankreas hücre sitoplazması tarafından içselleştirilmelerinin ve yerleşmelerinin potansiyelini göstermektedir. ICG kapsüllenmiş çok katmanlı nano elyaflar, sistemik uygulamalarda ICG yüklü nanopartiküllerin doğrudan enjeksiyonundan kaynaklanan dozaj kaybını ortadan kaldırmak ve lokal sürekli dağıtım sistemi olarak umut verici bir yöntem olabilir.
Özet (Çeviri)
Cancer is a pathological condition resulting from a disorder in mechanisms that regulate the cell cycle. Although the biology of tumor and cancer has been understood, the cancer-related deaths have not been prevented. Pancreatic cancer is one of the most fatal cancers. The patients who are pancreatic cancer just have a 5-year survival rate of less than 2%. Many types of pancreatic cancers are found. Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), constitutes approximately 90% of pancreatic cancers. Since initial PDAC does not show specific clinical symptoms (back pain, weight loss), early diagnosis is difficult. In addition to this insidious nature of the pancreas cancer, it has high division potential and resistance to conventional therapies (chemotherapy, radiotherapy). When all these disadvantages are combined, development postoperative tumor-targeted long-term local monitoring and treatment methods are necessary to prevent the risk of recurrence. Indocyanine Green (ICG), which is active dye in the near-infrared (NIR) area, provides an advantage in the imaging of deep tumors as it can reach the deeper location without being absorbed in the upper layers of biological tissues in the NIR because of only a few biomolecules show absorption or emission properties in there. However, there are some limitations for using of ICG for the biological imaging such as; fast elimination and short-term stability of ICG in aqueous media. These limitations are prohibited in its usage as a fluorescence probe for biological detection of cancerous tissue. In this study, stabilization of ICG was performed by encapsulating ICG molecules into the different combinations of biodegradable hydrofilic&hydrophobic synthetic biopolymers such as poly(L-lactic acid) (PLA), poly(ε-caprolactone) (PCL), poly(methyl methacrylate) (PMMA), poly(vinyl alcohol) (PVA), chitosan (CHI) and poly(ethylene oxide) (PEO) by basic one-step multiaxial electrospinning method. Within the scope of the thesis, different types of multiaxial nanofibers were fabricated, and they compared with monolayer nanofibers. Scanning electron microscopy (SEM), Fourier-transformed infrared (FT-IR) spectrum, Differential Scanning Calorimeter (DSC) analyses were performed to the characterization of outcome multilayer ICG encapsulated nanofibers. Tensile mechanical analyses were performed to evaluate of final stability of multilayer nanofibers. Encapsulated ICG (1 mg/ ml) into the electrospun nanofibers and internalized ICG from MIA PaCa-2 pancreatic cancer cells were visualized by confocal microscopy. Stabilization of encapsulated ICG with biopolymeric nanofibers incorporation was indicated by the in vitro sustainable long term release profiles in PBS (pH = 4 and 7). These results suggest the potential of the ability of internalization and accommodation of ICG into the pancreatic cell cytoplasm from in vitro implanted ICG encapsulated multiaxial nanofiber mats. ICG encapsulated multilayer nanofibers may be promising for the local sustained delivery system to eliminate loss of dosage caused by direct injection of ICG loaded nanoparticles in systemic administration.
Benzer Tezler
- Haloysit nanotüp dolgu malzemesi ile termoplastik ve termoplastik elastomer polimer matris kompozit malzemelerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of halloysite filled thermoplastic and thermoplastic elastomer composite materials
TUĞÇE ÖNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK ÖZKAL
- Kontrollü aktif molekül salımı yapan pektin temelli hidrojellerin geliştirilmesi
Developing pektin-based hydrogels with controlled delivery of active molecules
AYŞE BANU KOCAAĞA
Doktora
Türkçe
2021
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE ÖZGE KÜRKÇÜOĞLU LEVİTAS
PROF. DR. FATMA SENİHA GÜNER
- PEG (polietilenglikol) bazlı biyopolimerik IPN (iç içe geçmiş ağsı yapı) hidrojellerin sentezi, karakterizasyonu ve uygulamaları
PEG (polyethyleneglycol) based interpenetrating polymer network (IPN) hydrogels; synthesis, characterization and applications
NAZLI SÖKMEN BEDEL
- Isıl enerji depolama uygulamaları için modifiye edilmiş alüminyum-silikat nanopartiküller içeren emülsiyon şablonlu gözenekli polimerlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of emulsion-templated porous polymers containing modified aluminum-silicate nanoparticles for thermal energy storage applications
SENA BAYRAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya MühendisliğiYalova ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HATİCE HANDE MERT
- Deri doku mühendisliği için EGF ve altın nanoparçacık yüklü elektroeğrilmiş PLLA/KOL-I dual-nanofiber üretimi
Production of electrospinned PLLA/COL-I dual-nanofiber loaded with EGF and gold nanoparticle for skin tissue engineering
BETÜL BEYZANUR ULUSAGÜVEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mühendislik BilimleriSağlık Bilimleri ÜniversitesiDoku Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BENGİ YILMAZ