Phd Degree / Doktora
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/2869
Browse
3 results
Search Results
Doctoral Thesis Micellar Carrier Systems for Anticancer Drugs Using Natural Polymers(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Eren, Merve Çevik; Polat, HürriyetKanser ilaçlarını tam olarak tümör bölgelerine taşımak hala zorlayıcı bir süreç olup, çoğu zaman düşük etkinlik ve belirgin yan etkilere yol açmaktadır. Bu sorunu çözmek amacıyla, ilaçları lipozomlar, nanopartiküller veya miseller içinde kapsülleyerek kemoterapiyi geliştirme çalışmaları devam etmektedir. Bu tür taşıyıcıların iki önemli gereksinimi karşılaması gerekmektedir: yapısal ve fizikokimyasal bütünlüklerini korumalı, ilacı uygun şekilde kapsayıp gerektiğinde tümör bölgesine salınımını sağlamalıdırlar. Kitosan, polimerizasyon potansiyeli, biyouyumluluğu, pH duyarlılığı ve yük özellikleri gibi benzersiz özellikleri nedeniyle ilaç taşıyıcıları için önde gelen bir aday olarak ortaya çıkmıştır. 2000 yılından itibaren yapılan literatür taraması, 'yenilikçi + nano + kitosan' anahtar kelimeleriyle 527 ilgili makale bulunmuş olup, bu alandaki geniş ve karmaşık araştırma birikimini vurgulamaktadır. Bu tez, öncelikle sentetik polimer P-123 misellerinin (hem boş hem de Docetaxel yüklü) deiyonize su (DW) ve sığır serum albümini (BSA) içeren simüle vücut sıvısındaki (SBF) stabilitesini incelemektedir. Seyreltme, yaşlandırma ve değişen ilaç ve protein konsantrasyonları altında yapılan stabilite testleri, bu misellerin belirli bir seyreltme sınırının ötesinde veya protein konsantrasyonu kritik bir eşiği aştığında bütünlüklerini kaybettiklerini göstermiştir. Bu durum, P-123 misellerinin gerçek kan plazmasındaki stabilitesinin sınırlı olduğunu ve önceki bulgularla çeliştiğini işaret etmektedir. Çalışma daha sonra hidrofobik kanser ilaçları için stabiliteyi artırmak amacıyla, kitosanı ana polimer olarak kullanarak doğal polimerik miseller geliştirmeye odaklanmıştır. Hem sentetik hem de doğal misellerin fizyolojik koşullarda stabilitesinin, misel oluşumu için gerekli kimyasal modifikasyonun türü ve derecesine göre değişen özelliklere, özellikle pH duyarlılığına bağlı olduğu bulunmuştur. Sonuç olarak, doğal polimerik miseller, sentetik misellerin aksine vücut sıvılarında seyreltme durumunda stabil kalmıştır. Ancak, her iki misel türü de protein etkileşimleri ile vücut sıvılarında kararsızlık göstermiş olup, hedef hücrelere ulaşmadan önce yapılarını koruyabilmeleri için yüzey modifikasyonlarının gerekli olduğunu göstermektedir. Bu nedenle ilaç yüklü kitosan miselleri, vücut sıvısında proteine dirençli hale getirilmek üzere sülfat grupları içeren başka bir biyopolimer olan fukoidan ile kaplandı. Daha sonra bu çalışmada geliştirilen kitosan misel sistemleriyle kanser hücrelerinin ölüm yüzdeleri belirlenmiş ve miseller ilaç kapsülleme mekanizmalarına göre karşılaştırılmıştır. İlacın misel yapısında fiziksel ve kimyasal bağ yaparak kapsüllenmesi olan her iki mekanizmanın da bu çalışmada test edilen koşullar altında neredeyse benzer sonuçlar verdiği gözlenmiştir. Kanser hücresi ölüm oranları, docetaxel tek başına verildiğinde elde edilen değerden daha düşük olup %60 civarındadır. Bunun nedeni misellerin hücreye alınmasından sonra gerçekleşmesi gereken ilaç salınımına bağlanmıştır. Fukoidan kaplı misellerin, hücre ölüm yüzdesini daha da azalttığı gözlenmiştir. Bunun nedeni, vücut sıvısında stabil olmalarını sağlayan negatif yük nedeni ile hücre alımı sırasında problem yaşıyor olabilmelerine bağlanmıştır. Yani negatif yük sayesinde kan içinde stabilite sağlanırken, misellerin hücreye girişi etkilenmiş ve kanser hücrelerini öldürmede etkileri azaltılmış olabilir.Doctoral Thesis Design, Synthesis, and Characterization of Porous Dendritic Polymers for Gas Sensor Applications(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Büyükçakır, Onur; Zeybek, Hüseyin; Büyükçakır, OnurPolifenilen dendrimerler (PPD'ler), yüksek oranda dallanmış 3D küresel yapıları ile ayırt edilen makromoleküllerdir. PPD'ler genellikle merkezi çok fonksiyonlu bir çekirdek molekül etrafında fenil halkaları ve uç gruplara sahip dallarla inşa edilir. PPD'ler fizikokimyasal olarak kararlı ve sağlam yapılar sunan rijit, şekil değiştirmeyen fenil halkalarından oluşur. Bu karakteristik özellikleri PPD'leri ışık hasadı, organik elektronik, katalizörler gibi birçok uygulamada kullanılmak üzere umut verici bileşikler haline getirse de, katı haldeki gözeneksiz yapıları nedeniyle gaz ve enerji depolamada kullanımları sınırlıdır. Bu tez, fonksiyonel PPD'leri gözenekli dendritik polimerlere (PDendP'ler) dahil etmek için yeni bir modüler yaklaşım benimsemeyi amaçlamaktadır; bu yaklaşım, 'kalıcı-şekilli dendrimerleri' organik bağlayıcılarla polimerize ederek gerçekleştirilmektedir. Şekli bakımından kalıcı PPD'lerin monomer olarak kullanılması, PDendP'lerde yüzey alanlarının ve gözenekliliklerinin öngörülebilirliğini ve kontrol edilebilirliğini artıran yerel bir düzen sunar. Bu bağlamda, bu yaklaşım PDendP'lerde yapı ve işlevsellik üzerinde hassas moleküler kontrol sağlar. Bu tez, üç farklı PDendP hazırlamak için ditopik bir bağlayıcı kullanarak üç nesil PPD'nin polimerleştirilmesini önermiştir. Bu nedenle, yüzeyde bromo atomlarına sahip üç nesil PPD sentezlenmiş ve bu PPD'ler Suzuki eşleşme reaksiyonları yoluyla bağlayıcı olarak 1,4-bis(4,4,5,5-tetrametil-1,3,2-dioksaborolan-2-il)benzen kullanılarak polimerleştirilmiştir. PDendP'ler ve PPD'ler NMR, FT-IR, BET, TGA, XRD, SEM ve EDX dahil olmak üzere çeşitli analitik teknikler kullanılarak karakterize edilmiştir. Sentezlenen tüm polimerler, PDendP'lerin kemorezistör sensör uygulamaları için bir algılama malzemesi olarak potansiyelini araştırmak amacıyla etanol buharına maruz bırakılmıştır. Islak laboratuvar ortamındaki sonuçları güçlendirmek için hesaplamalı simülasyonlardan yararlanılmıştır.Doctoral Thesis Development of Novel Polymeric Carriers for Gene Therapy(01. Izmir Institute of Technology, 2021) Zelçak, Aykut; Bulmuş Zareie, Esma VolgaThe development of effective delivery systems is a limiting step in gene therapy. In this work, new linear block copolymers and star polymers were synthesized, and their siRNA delivery abilities were investigated. For this aim, diblock copolymers consisting of alternative "stealth" polymer blocks (PEG, P(OEGMA) (Poly(oligo(ethylene glycol) methyl ether methacrylate)) or P(OEtOxMA) (Poly(oligo(2-ethyl-2-oxazoline) methacrylate))); and same cationic polymer block (P(AEAEMA) (Poly(2-((2-aminoethyl)amino)ethyl methacrylate))), have been prepared via RAFT polymerization or combination of CROP and RAFT polymerizations. Additionally, to demonstrate the effect of polymeric architecture, P(OEGMA)/P(AEAEMA) miktoarm star polymers have also been synthesized via RAFT polymerization. Polymers were characterized by SEC, NMR and DLS. siRNA complexation was investigated by gel electrophoresis, DLS, SEM and TEM. Compared to star polymers, linear block copolymers could bind the siRNA molecules easier and tighter due to their more flexible natures and sterically accessible amine groups. The diameter of star polymer-siRNA complexes at N/P of 50 was found to be approximately 20 nm. Compared to this, linear block copolymers formed smaller particles (≈ 10 nm) at the same N/P ratio. The viability of linear block copolymer-treated cells was found to be 50% or better at the polymer concentration of 5 µM. In contrast, star polymers showed more detrimental effects at the same polymer concentrations. P(OEGMA)43-b-P(AEAEMA)45-siRNA complexes at N/P of 50 were taken up by 63.5% and 74.1% of H460 and Mda-mb-231 cells, respectively. In contrast, P(AEAEMA)40-b-P(OEtOxMA)38 complexes showed much lower uptake profile at the same conditions. Remarkably, P(OEGMA)43-b-P(AEAEMA)45-siRNA complexes showed potent gene silencing effect on Mda-mb-231 cells as shown by luciferase and RT-qPCR assays. Overall, it has been found that "stealth" polymers and polymeric architecture have a very significant effect on siRNA delivery.