Antikanser ilaç dosetakselin anyonik ve katyonik polimerik nanokapsüllerle formülasyonu ve oral uygulama sonrası etkinliğinin değerlendirilmesi

Abstract

Bu tezin amacı, suda az çözünen hidrofobik bir antikanser ilaç olan dosetakselin oral uygulama için anyonik ve katyonik polimerik nanokapsül formülasyonlarını geliştirmek ve etkinliğini in vitro ve in vivo olarak test etmektir.Çalışmada, öncelikle boş polikaprolakton nanokapsüller, nanoçöktürme yöntemi ile hazırlanarak optimizasyonu sağlanmıştır. Ardından dosetaksel yüklü nanokapsül formülasyonları hazırlanmış, polietilen glikol ve kitosan modifikasyonları ile farklı yüzey yüklerine sahip nanokapsüller elde edilmiştir. Kapsül boyutları, polidispersite indeks değerleri ve zeta potansiyel ölçümleri yapılarak nanokapsüller in vitro karakterize edilmiştir. Yüzey morfolojisi incelemesi ve boyut doğrulaması Taramalı Elektron Mikroskopu ile gerçekleştirilmiştir. Kısa süreli stabilite değerlendirmeleri, nanokapsül dispersiyonlarındaki görsel değişiklik, partikül boyutu ve polidispersite indeksi değişimleri bakımından yapılmıştır, HPLC ölçümlerine yönelik dosetakselin validasyon yöntemi geliştirilmiş, bu yöntem ile nanokapsüllere yüklenen ilaç miktarı hesaplanmış ve yükleme etkinliği çalışması ile gösterilmiştir. Oral formülasyonların, gastrointestinal kanal içerisindeki stabilitesi, mide ve bağırsak sıvılarına benzer özellikler gösteren simüle gastrik sıvı ve simüle intestinal sıvıda gerçekleştirilmiştir. Simüle sıvıların nanokapsül formülasyonlarının fizikokimyasal özellikleri üzerindeki etkileri partikül büyüklüğü, polidispersite indeksi ve yüzey yükü bakımından incelenmiştir. Nanokapsül formülasyonlarının gastrointestinal kanal boyunca mukus ile etkileşimi turbidimetrik çalışmalar ile incelenmiş, müsin-nanokapsül etkileşimi hem ölçülen absorbans değerleri hem de boyut ve yük değişimleri ile doğrulanmıştır. Dosetakselin nanokapsüllerden in vitro salımı diyaliz yöntemiyle sink koşullarda gerçekleştirilmiştir. In vitro hücre kültürü çalışmalarında, nanokapsül formülasyonlarının farklı hücre kültürleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Sitotoksisite çalışmaları L929 hücre hattı üzerinde gerçekleştirilmiş, MCF-7 hücre hattı etkinlik çalışmasında kullanılmış ve oral nanokapsüllerin permeabilite özellikleri Caco-2 hücre hattı üzerinde çalışılmıştır. Ayrıca, floresan madde Nil Kırmızısı yüklü nanokapsüllerin intestinal emilimi in vivo hayvan modelinde incelenmiştir.

The objective of this thesis is to develop docetaxel-loaded anionic or cationic oral nanocapsule formulations and investigate the efficacy of these nanoparticles in vitro and in vivo. In this study, blank poly(ε-caprolactone) nanocapsules were prepared by nanoprecipitation method and optimization was performed. Then, docetaxel-loaded nanocapsules were prepared and nanocapsules having different surface charges were obtained by surface modifications with polyethyleneglycol or chitosan. In vitro characterization was performed by measuring nanocapsule size, polydispersity index and zeta potential. Morphological investigation and size verification were realized by Scanning Electron Microscope. Short-term stability evaluation was scored by any visual change in dispersions, difference in particle size and size distributions. A validation method was developed for docetaxel quantification in HPLC, nanoparticle-bound drug was calculated with entrapment efficiency study. The stability of oral nanocapsule formulations in gastrointestinal passage were evaluated within simulated gastric fluid and simulated intestinal fluid to determine any change in particle size, polydispersity index and surface charge. Mucus interaction of nanocapsules through gastrointestinal passage was evaluated by turbidimetric studies. Mucin-nanocapsule interaction was verified with turbidity absorbance, size and surface charge differences. In vitro release of docetaxel was performed by dialysis membrane method under sink conditions. The effects of nanocapsule formulations on different cell lines were investigated by cell culture studies. Cytotoxicity was determined against L929 cell line, anticancer efficacy was studied on MCF-7 cell line and the intestinal permeability of nanocapsules was studied on Caco-2 cell line. Finally, in vivo intestinal uptake of fluorescent Nile Red-loaded nanocapsules was evaluated in a mouse model.