Micellar dendritic structures as drug delivery agents

Abstract

Çeşitli polimerik sistemlerin yanı sıra, dış etkenler ile bozunabilen amfifilik kopolimerler, biyo-uyumluluk ve yeterli yükleme kapasitesi nedeni ile son yıllarda ilaç salım sistemleri arasında çeşitli avantajlar sağlamaktadır. Amfifilik kopolimerler hidrofilik/ hidrofobik bloklardaki çözünürlük farkı sebebi ile su içerisinde herhangi bir dış etken olmaksızın hidrofobik bloğun iç çekirdeği, hidrofilik bloğun ise dış katmanı oluşturduğu misel adı verilen eşsiz bir yapı oluşturmaktadır. Bu tez çalışmasında, biyo-uyumlu hidrofilik özellikteki PEG ve biyobozunur hidrofobik özellikteki poliester dendronlar kullanılarak Huisgen tipi ?klik? reaksiyonu ile dendron-polimer-dendron konjugeler sentezlenmiştir. Dendron yüzeyine bağlanan hidrofobik gruplar sayesinde, asidik ortamda bozunur konjugeler elde edilmiş ve pyrene (hidrofobik ilaca eşdeğer molekül) kullanılarak micel yapısında yeni nano taşıyıcılar oluşturulmuştur. Etkili bir ilaç salım sistemi yaratmak için nötral ortamda bozunmayan yani bütün ilaç yükünü sadece asidik ortamda bırakabilen bir micel yapısı yaratmak önemlidir. Bu sebeple, en dayanıklı misel yapısını oluşturmak için hidrofilik polimer uzunluğu, hidrofobik grubu ve dendron jenerasyonu değiştirilmiş ve en dayanıklı dendritik yapıdaki miceller ilaç yüklemek için uygun görülmüştür. Dendritik yapıdaki bu micellerin taşıyıcı özelliğe sahip hidrofobik kabuğu fiziksel olarak kanser karşıtı ilaç molekülleri ile yüklenmiş ve ilaç salım profili incelenmiştir.

Among various polymeric systems, amphiphilic block copolymers with stimuli-responsive moities provide significant advantages in drug delivery systems due to their unique self assembly properties which provide interiors that can encapsulate the guest molecules like anti-cancer drugs. The triggered release of these guest molecules can be achieved by external stimuli while minimizing the adverse side effects of the drugs and maximizing the therapeutic effect. In this thesis, various dendron-linear polymer-dendron conjugates are synthesized via Huisgen type ?click? reaction using biodegredable polyester dendron and biocompatible PEG. Functionalization of the dendron surface with hydrophobic moiety, which provides pH-sensitivity, increased the tendecy to form micellar structures in water via self-assembly. By changing the length of hydrophilic polymer, type of hydrophobic moiety and generation of the dendron, the optimum micellar structure that can maximize the stability can be achieved. The stability of these micelles at neutral pH is demonstrated by the release rate of a hydrophobic dye. A variety of micelles are phsically encapsulated with an anti-cancer therapeutic agent by co-solvent evaporation method and the drug release is monitored by UV-VIS spectroscopy and LC/MS.