Please use this identifier to cite or link to this item:
https://hdl.handle.net/11147/12225
Title: | Xylan based composite nanoparticles and biofoams for drug delivery and tissue engineering | Other Titles: | İlaç taşıma ve doku mühendisliği için ksilan bazlı kompozit nanopartiküller ve biyoköpükler | Authors: | Zeybek, Nüket | Advisors: | Büyükkileci, Ali Oğuz | Keywords: | Drug delivery Tissue engineering Nanocomposites Biofoams Xylans |
Publisher: | 01. Izmir Institute of Technology | Abstract: | Xylan is a hemicellulosic polysaccharide, which can be obtained from forest and
agricultural wastes. Similar to some other polysaccharides, xylan can find application in
drug delivery and tissue engineering due to its availability, structural diversity,
biocompatibility, biodegradability, and low cost.
In the first part of the study, xylan-based nanoparticles were developed for colontargeted
oral drug delivery. Xylan is resistant to digestion and absorption in the upper
GIT and is degraded by hydrolysis of glycosidic bonds by the colon microbiota; this
makes it prominent in targeted drug delivery to the colon. The drug carrier was combined
with a polymeric micelles system to increase the bioavailability of hydrophobic bioactive
molecules in the colon targeting. The model hydrophobic molecule, curcumin, was loaded
in the core of the triblock copolymer P-123 micelles by the thin-film hydration method.
Curcumin-loaded micelles were coated with xylan supported by chitosan and
tripolyphosphate using the ionic gelation method. In another approach, xylan was also
used to coat curcumin-loaded mesoporous silica nanoparticles to prevent premature drug
release in the upper GIT in colon-targeted delivery. In both approaches, the drugcontaining
structures were maintained up to the colon and the drug was released upon
bacterial hydrolysis of xylan.
In the second part, xylan-based biofoams were synthesized by the oil in water
emulsion templated method. Several physicochemical and mechanical tests have shown
that at the optimal conditions foams with promising properties could be synthesized.
Besides, to develop a more effective tissue therapy by utilizing the synergistic effect of
the drug delivery and scaffold system, a model drug was successfully loaded into
biofoams.
This study showed that xylan is a promising feedstock for the synthesis of stable
and biocompatible materials in biomedical applications, which reveals its potential
capability in drug carriers and scaffolds. Ksilan, orman ve tarım atıklarından elde edilebilen hemiselülozik bir polisakkarittir. Diğer kimi polisakkaritlere benzer şekilde, ksilan bulunabilirliği, yapısal çeşitliliği, biyouyumluluğu, biyolojik olarak parçalanabilirliği ve düşük maliyeti nedeniyle ilaç dağıtımı ve doku mühendisliği uygulamalarında kendine yer bulabilir. Çalışmanın ilk bölümünde, kolon hedefli oral ilaç dağıtımı için ksilan bazlı nanopartiküller geliştirildi. Ksilan, üst gastrointestinal sistemde sindirime ve absorpsiyona dirençlidir ve kolon mikrobiyotası tarafından glikozidik bağların hidrolizi ile parçalanır; bu da onun kolona hedeflenen ilaç dağıtımında öne çıkmasını sağlar. İlaç taşıyıcı, hidrofobik biyoaktif moleküllerinin kolon hedeflemede biyoyararlanımını arttırmak için, polimerik misel sistemi ile birleştirildi. Model hidrofobik molekül kurkumin, ince film hidrasyon yöntemiyle pluronik triblok kopolimer P-123 misellerinin çekirdeğine yüklendi. Kurkumin yüklü miseller, iyonik jelasyon yöntemi kullanılarak kitosan ve sodyumtripolifosfat destekli ksilan ile kaplandı. Diğer bir yaklaşımda ise ksilan, kolon hedefli taşıyıcılarda erken ilaç salımını önlemek için kurkumin yüklü mezogözenekli silika nanopartiküllerini kaplamak için kullanıldı. Her iki yaklaşımda da, ilaç içeren yapılar kolona kadar korunmuş ve ilaç, ksilanın bakteriyel hidrolizi sonucu salınmıştır. İkinci bölümde, su içinde yağ emülsiyonu şablon yöntemi ile ksilan bazlı biyoköpükler sentezlendi. Çeşitli fizikokimyasal ve mekanik testler, optimal koşullarda umut verici özelliklere sahip köpüklerin sentezlenebileceğini göstermiştir. Ayrıca ilaç taşıma ve iskele sistemlerinin sinerjik etkisinden yararlanılarak daha etkili bir doku tedavisi geliştirmek için bir model ilaç başarıyla biyoköpüklere yüklendi. Bu çalışma, ksilanın, ilaç taşıyıcıları ve yapı iskelelerindeki potansiyel kapasitesini ortaya çıkaran, biyomedial uygulamalarda kararlı ve biyouyumlu materyallerin sentezi için umut verici bir hammadde olduğunu göstermiştir. |
Description: | Thesis (Doctoral)--Izmir Institute of Technology, Bioengineering, Izmir, 2022 Includes bibliographical references (leaves. 114-145) Text in English; Abstract: Turkish and English |
URI: | https://hdl.handle.net/11147/12225 https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/TezGoster?key=kScA8XnrRb0WogX-qPGFkkNXI7_3V4vsxxv1xFv_jnE0OHvlJkkeURRM92hTGPkO |
Appears in Collections: | Phd Degree / Doktora |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
10462305.pdf | Doctoral Thesis | 7.49 MB | Adobe PDF | View/Open |
CORE Recommender
Page view(s)
1,926
checked on Nov 18, 2024
Download(s)
1,366
checked on Nov 18, 2024
Google ScholarTM
Check
Items in GCRIS Repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.