Publication: Çekirdek kabuk tipi poliakrilat hidroksi apatit ilaç taşıyıcıların kontrollü polimerizasyon ile sentezi ve karakterizasyon çalışmaları
Abstract
Mezo gözenekli hidroksiapatitin (MHAp), mükemmel biyouyumluluk, biyobozunurluk ve biyoaktiviteye gibi üstün özelliklere sahip olmasının yanında toksik olmama, geniş yüzey alanı, yüksek yükleme kapasitesine sahip olması da onları iyi bir ilaç taşıyıcısı olarak sistem haline getirmektedir. Fakat MHAp’in kırılgan yapısı onun kullanım alanlarını sınırlandırmaktadır. Biyouyumlu polimerler ile çeşitli modifikasyon işlemleri uygulanarak elde edilen kompozit MHAp, sert ve kırılgan yapısının oluşturduğu dezavantajları ortadan kaldırmaktadır.Yapılan bu tez çalışmasında, hidrotermal yöntem kullanılarak sentezlenen MHAp kontrollü polimerizasyon yöntemi olan atom transfer radikal polimerizasyonu (ATRP) ile modifiye edildi. Öncelikle, MHAp bir ATRP makro-başlatıcısına dönüştürüldü. 3-aminopropil trietoksisilan ile bromoisobütiril bromür arasında reaksiyonla elde edilen bi-fonksiyonel başlatıcı hem MHAp yüzeyine bağlandı hem de ucundaki C-Br bağı üzerinde kontrollü polimerizasyon gerçekleştirildi. Çalışmanın ikinci kısmında, poli(etilenglikol)metakrilat (PEGMA), N-[3-(dimetilamino)propil]metakrilamit (DMAPMA), floresin-o-metakrilat (FMA) monomerlerinin MHAp yüzeyinde başlatılan ATRP ile modifikasyonu gerçekleştirildi. Sentezlenen tüm yapıların yapısal, termal, morfolojik karakterizasyonu için FT-IR, XPS, SEM, DLS, Zeta potansiyel ve TGA analizleri yapıldı. Yapılan analizler sonucunda modifikasyon işlemlerinin başarılı bir şeklide gerçekleştirildiği kanıtlandı.Son kısımda, hücre kültürü ve ilaç salınım çalışmaları gerçekleştirildi. Model ilaç olarak kemoterapite tedavisinde kullanılan bir anti-kanser ilacı olan doksorubisin (DOX) kullanıldı. Hücre kültürü çalışmalarında saos-2 insan osteosarkoma hücre hattı kullanıldı. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda poliakrilat-hidroksiapatit doku iskelelerinin DOX için iyi bir ilaç taşıyıcı sistem olduğu belirlendi.
Meso-porous hydroxyapatite (MHAp) has superior properties such as excellent biocompatibility, biodegradability and bioactivity, as well as its non-toxic, large surface area and high loading capacity make it a good drug carrier system. However, the brittle nature of MHAp restricts its usage applications. Composite MHAp obtained by various modification processes with biocompatible polymers, which eliminates the disadvantages of its hard and brittle structure.In this thesis study, MHAp prepared using hydrothermal method, which is modified by atom transfer radical polymerization (ATRP) that is one of the controlled polymerization. Firstly, MHAp was converted to an ATRP macro-initiator. The bi-functional initiator obtained by reaction between 3-aminopropyl triethoxysilane and bromoisobutyryl bromide, which bounded to both the MHAp surface and also controlled polymerization was performed on the C-Br bond at the end.In the second part of the study, MHAp surface was modified by surface initiated ATRP of poly (ethylene glycol) methacrylate (PEGMA), N- [3- (Dimethylamino) propyl] methacrylamide (DMAPMA), Fluorescent o-methacrylate (FMA) monomers. FT-IR, XPS, SEM, DLS, Zeta potential and TGA analyzes were performed for structural, thermal, morphological characterization of all synthesized structures. As a result of the analysis, it was proved that the modification procedures were performed successfully.In the final part, drug release and cell culture studies were performed. Doxorubicin (DOX), an anti-cancer drug, was used as a model drug. Saos-2 human osteosarcoma cell line was used in cell culture studies. According to the results, polyacrylate-hydroxyapatite scaffolds were found to be a good drug delivery system for DOX.
Meso-porous hydroxyapatite (MHAp) has superior properties such as excellent biocompatibility, biodegradability and bioactivity, as well as its non-toxic, large surface area and high loading capacity make it a good drug carrier system. However, the brittle nature of MHAp restricts its usage applications. Composite MHAp obtained by various modification processes with biocompatible polymers, which eliminates the disadvantages of its hard and brittle structure.In this thesis study, MHAp prepared using hydrothermal method, which is modified by atom transfer radical polymerization (ATRP) that is one of the controlled polymerization. Firstly, MHAp was converted to an ATRP macro-initiator. The bi-functional initiator obtained by reaction between 3-aminopropyl triethoxysilane and bromoisobutyryl bromide, which bounded to both the MHAp surface and also controlled polymerization was performed on the C-Br bond at the end.In the second part of the study, MHAp surface was modified by surface initiated ATRP of poly (ethylene glycol) methacrylate (PEGMA), N- [3- (Dimethylamino) propyl] methacrylamide (DMAPMA), Fluorescent o-methacrylate (FMA) monomers. FT-IR, XPS, SEM, DLS, Zeta potential and TGA analyzes were performed for structural, thermal, morphological characterization of all synthesized structures. As a result of the analysis, it was proved that the modification procedures were performed successfully.In the final part, drug release and cell culture studies were performed. Doxorubicin (DOX), an anti-cancer drug, was used as a model drug. Saos-2 human osteosarcoma cell line was used in cell culture studies. According to the results, polyacrylate-hydroxyapatite scaffolds were found to be a good drug delivery system for DOX.