Nanoteknoloji uygulamaları

Farmasötik
Nanoteknoloji
Uygulamaları
E.Ü. Eczacılık Fakültesi
Farmasötik Teknoloji
Anabilim Dalı

Nanoteknoloji: Atomları ve molekülleri
tek tek işleme ve yeniden düzenleme
yoluyla kullanışlı,materyal,araç ve
sistem yaratma sanatı ve bilimi.

Maddenin atomik katmanda
işlenebilmesi olasılığını ilk kez
Richard Feynman söylemiştir.

R.Smalley nanoüretimin babası
Nobel ödüllü.

Nano:Yunanca cüce,bodur.
1 nm=1 m’nin milyarda biri
1 nm 10 hidrojen atomuna eşit.
Harfleri 10 nm boyutunda basarsak Britanica (30
bin sayfa) ansiklopedisini toplu iğne başına
sığdırabiliriz.



Nanopartikül
– Boyutları 1-100 nm arasında olan
Bazı özel durumlarda 200-300 nm’nin de
kabul edilebildiği partiküller olarak
tanımlanmıştır.
 Not: ASTM Committee E56 tarafından
verilmiş bir terminolojidir.
Boyut
Uygulamalı Matematik
Malzeme Bilimi
Elektronik
Fizik
NANOTEKNOLOJİ
Bilgisayar
Kimya
Genetik
Biyoloji
Eczacılık, Tıp
Sağlık için nanoteknoloji=Nanotıp
Nanotıp (nanomedicine)=nanocihazlar ve
nanoyapılar kullanarak, insan biyolojik
sistemlerini moleküler boyutta izleme,
tedavi etme, yeniden yapılandırma
 European Technology Platform
Nanomedicine

Nanotıp araştırma ajandası
 Nanodiagnostik:


Biyosensörler ve minyatür araçlar
Hedeflenebilen görüntüleme ajanları
 İlaç

hedefleme
İstenen bölgeye ilacın ulaştırılması ve etkisinin gözlenmesi
 Rejeneratif

erken teşhis
tıp
Tamir mekanizmasının hızlandırılması (organlar veya
sistemler
 Etik,
Yasal ve Sosyal konular
Nanoteknoloji ne amaçla
kullanılabilir?









Biomateryaller
Kemik
Diş
Hücreler
Kıkırdak
İmmün sistem
Viral ve bakteriyel saldırılar
İlaç hedefleme
Teşhis
Biyonanomateryaller









Ortopedik protezler
Kardiyovasküler implantlar
Nöral implantlar
Plastik ve rekonstrüktif implantlar
Dental implantlar
Oftalmik sistemler
Kataterler
İnsülin pompaları gibi ilaç veren sistemler
Sütur, adhesifler ve kan yerine geçen sıvılar gibi genel
cerrahi sistemler
İlaç hedefleme

Hedef bölgeye ulaşıncaya kadar ilacın
korunması
 Nanopartiküller
 Minyatür
cihazlar
Yüksek dozların engellenmesi
 Sağlıklı dokuların etkilenmemesi

İlaç Taşıyıcı Nanosistemler

Nanopartiküler Sistemler
 Nanokapsüller
 Nanoküreler
 Nanosüngerler
Emülsiyonlar
 Nanoveziküler Sistemler

 Lipozomlar
 Niozomlar

Moleküler Sistemler
 İnklüzyon Bileşikleri
 Moleküler Baskılı Polimerik
Sistemler
Hangi yollarla verilebilir?
Oral
 Nasal
 Topikal
 Pulmoner
 Parenteral
 Oküler
 Bukkal

Kullanılan maddeler
Metal bazlı (Demir oksit)
 Lipid bazlı (trigliseritler, yağ
asitleri,steroller)
 Polimer bazlı

 Doğal
(kitozan, sodyum aljinat, agaroz)
 Sentetik (PLGA,PVP)

Protein bazlı (jelatin, albumin) maddeler ile
hazırlanabilir.
Nanopartiküllerin avantajları
Artmış ilaç çözünürlüğü
 Parçalanmaya karşı koruma
 Toksik etkilerin azalması
 Uzatılmış etki
 Biyoyararlanımın geliştirilmesi
 Farmakokinetik ve dağılım özelliklerinin
düzenlenmesi
 Hedefleme (hücre/doku)

Lipidik nanopartiküllerin avantajları
 Kontrollü
ilaç salımı ve hedefleme
 Artmış ilaç dayanıklılığı
 Lipofilik ve hidrofilik ilaçların yüklenebilmesi
 Taşıyıcının biyotoksik olmaması
 Organik çözücü kullanılmaması
 Geniş ölçekli üretim ve sterilizasyon
yapılabilmesi
Hazırlama yöntemleri
Emülsifikasyon ve çözücü uçurma
 Arayüzey polimerizasyonu
 Nanoçöktürme
 Koaservasyon
 Spray-drying
 Sıcak ve soğuk homojenizasyon
 Mikroemülsiyon tekniği

Sistemik ilaç verilmesinde
1.
2.
3.
Aşama: stabilite
Aşama: uzatılmış sirkülasyon
Aşama: hedefleme
Stabilite
Kimyasal stabilite
 Oksidasyonun
azaltılması (antioksidan ilavesi, düşük
sıcaklıklarda saklama)
 Suyun uzaklaştırılması (kontrollü ve optimize
koşullarda liyofilizasyon veya spray-drying)

Fiziksel stabilite
 Sterik
stabilizasyon
 Elektrostatik stabilizasyon
 Krem veya hidrojel içinde uygulama
Uzatılmış sirkülasyon

Sirkülasyondan uzaklaştırma mekanizmaları
 Hızlı uzaklaştırma
 Hücrelere, membranlara veya plazma proteinlerine bağlanma
 Fagositoz (makrofajlar tarafından alınma)
 Kapiler yatakta tutulma (akciğerler)
 Renal klirens
 Böbrek glomerüllerinin boyut sınırı 30-35 kDa: yaklaşık 20-30
nm)
 Damar dışına çıkma (extravasation)
 Damar permeabilitesine bağlıdır
Fizikokimyasal özellikler

Molekül ağırlığı
Renal atılım için uygun olan makromoleküller
hemen elimine edilir.
Daha büyük, parçalanamayan moleküllerin
toksisitesinin azaltılmasında yararlıdır.
Fizikokimyasal özellikler

Yük
 Pozitif
yüklü makromoleküller hücrelerle ve
membranlarla etkileşecektir.
 Negatif yüklü makromoleküller Kupffer
hücreleri gibi makrofajlar tarafından tutulurlar.

PEGilasyon
 Spesifik
olmayan protein bağlama özelliklerini
azaltmaları ile sirkülasyonu uzatabilirler.
Hedefleme

Ligandlar
 Küçük
moleküller
Galaktoz/glukoz/mannoz
 Folat

 Peptidler
 Proteinler
Antibody
 LDLs

İdarubisin plazma konsantrasyonları
Kitozan nanopartikülleri
Enriquez de Salamanca et al. IOVS, April 2006, Vol. 47, No. 4
concentration (ng/mL)
60
50
40
30
20
10
0
0
2
4
6
8
time (hour)


Gokce et al., CRS 2008
Cyclosporine Solid Lipid Nanoparticles: Evaluation of In-vivo Drug Release in Rabbit Eyes
10
Tübitak
 Gebze yüksek teknoloji enstitüsü
 Bilkent ‘Ulusal nanoteknoloji merkezi’

6. çerçeve programı ile 370 milyon avro
totalde ise 1.3 bilyon avro kamu yolu ile
nanoteknoloji ar-ge’sine ayrılmıştır.
 AB ar-ge çalışmalarına destek verdiği
kadar, bu alanda yetişecek araştırmacılara
da destek vermektedir.
 Halkın büyük bir kısmı da 20 yıl içinde
nanoteknolojinin pozitif bir etkisi olacağını
düşünmektedir.

AB 7. çerçeve programı
 AB Mesleki Eğitim Programı

 Leonardo
da Vinci Hareketlilik
LLP-LDV-VETPRO-07-TR-0273

www.leonardo.gov.tr