Halomonas levan based nanoparticulate system for biomedical applications - Cinan, Ezgi (My University, 2021)
Son yıllarda, biyoteknoloji ve tıptaki kayda değer gelişmeler, ilaçlar veya biyoaktif moleküller için taşıyıcılar geliştirmeyi, doku mühendisliği ve teşhis sistemlerini içeren çeşitli biyomedikal uygulamalar için nanoyapılı sistemlerin üretimini teşvik etmektedir. Doğal polimerler, biyouyumluluk, biyoyararlanım ve toksik olmama gibiözellikleri sayesinde nano boyutlu taşıyıcı sistemleri üretmek için sıklıkla kullanılmaktadır. Doğal polimerlerden biri olan fruktoz bazlı levan homopolisakkariti kozmetikten biyomedikal endüstrisine kadar birçok alanda kullanılmaktadır. Nano boyutlu sistemlerdeki ilerlemeler ve ilaçların taşınması için levan bazlı taşıyıcıların giderek artan ihtiyacı göz önünde bulundurularak oluşturulan bu tez çalışması kapsamında, biyoaktif bir molekül olan resveratrolün taşınımını sağlamayı amaçlayan hidrolize Halomonas levan (hHL) bazlı nanopartiküller elektrohidrodinamik atomizasyon (EHDA) yoluyla üretilmiştir. EHDA prosesi, polimer konsantrasyonu, solvent tipi, voltaj, akış hızı ve kollektör mesafesi gibi parametreler kullanılarak optimize edilmiştir. Daha sonra nanopartiküller, morfoloji ve yapı, moleküler etkileşimler, salım mekanizması ve hücre canlılığı dahil olmak üzere çeşitli karakterizasyonlardan geçmiştir. 2.5 µl/ dk akış hızında, 20.5 kV ve 15 cm kollektör mesafesinde atış yapılarak üretilen hHL ve resveratrol yüklü hHL partiküllerinin ortalama partikül çapları 82.06 ± 15.33 nm, 88.69 ± 15.86 nm ve 117.75 ± 21.37 nm olarak bulunmuştur. Ayrıca, resveratrol yüklü nanopartiküllerin salım profilleri çeşitli pH ortamlarında incelenmiş ve daha yüksek miktarda ilaç yüklenen hHL partikülleri diğerlerinden daha yavaş salım sergilemiştir. Elektrospreylenmiş nanoparçacıklarla kaplanmış yüzeylerin sağlıklı hücreler için güvenli olduğu bulunmuştur. EHDA yoluyla hazırlanan hHL bazlı nanopartiküllerin, yara iyileşmesi ve doku mühendisliği uygulamaları için ilaç taşıyıcı sistemlerin geliştirilmesinde potansiyel bir kullanıma alanına sahip olduğu söylenebilir.

In recent decades, remarkable advances in biotechnology and medicine stimulates the production of nanostructured systems for various biomedical applications involving developing carriers for drugs or bioactive molecules, tissue engineering and diagnosis systems. To produce nano-sized delivery systems, natural polymers have been frequently applied owing to their features like biocompatibility, bioavailability, and non-toxicity. One of the natural polymers, levan which is a fructan homopolysaccharide have been applied in many areas from cosmetics to biomedical industry. Within the scope of this thesis, considering the advances in nano-sized systems and the growing need for levan-based nanocarriers for the administration of drugs, hydrolysed Halomonas levan (hHL) based nanoparticles were fabricated by the electrohydrodynamic atomization (EHDA) to be aimed for delivery of resveratrol. EHDA process was optimized by using parameters such as polymer concentration, solvent type, voltage, flow rate and collector distance. Then, the nanoparticles went through various characterizations including morphology and structure, molecular interactions, release mechanism, and cell viability. hHL and resveratrol-loaded hHL particles had average particle diameters of 82.06 15.33 nm, 88.69 ± 15.86 nm and 117.75 ± 21.37 nm after atomised at 2.5 µl/ min flow rate, 20.5 kV with a 15 cm collector distance. Furthermore, release profiles of resveratrol-loaded nanoparticles were investigated at various pH media and hHL particles with higher drug loading exhibited slower release than others. The coated surfaces via electrosprayed nanoparticles were found to be safe for healthy cells. Prepared hHL-based nanoparticles via EHDA might have possible use in drug administration systems for applications of wound healing and tissue engineering.
Keywords: Bioengineering; Biyomühendislik; drug delivery systems; electrohydrodynamic atomisation; elektrohidrodinamik atomizasyon; Halomonas levan; ilaç taşıyıcı sistemler Halomonas levan; polimerik nanopartiküller; polymeric nanoparticles; resveratrol