Farmasötik Nanoteknoloji Uygulamaları

1. Farmasötik Nanoteknoloji Uygulamaları E.Ü. Eczacılık Fakültesi Farmasötik Teknoloji Anabilim Dalı

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. Boyut

6. Malzeme Bilimi Uygulamalı Matematik Elektronik Fizik NANOTEKNOLOJİ Kimya Bilgisayar Genetik Biyoloji Eczacılık, Tıp

7. Sağlık için nanoteknoloji=Nanotıp • Nanotıp (nanomedicine)=nanocihazlar ve nanoyapılar kullanarak, insan biyolojik sistemlerini moleküler boyutta izleme, tedavi etme, yeniden yapılandırma • European Technology Platform Nanomedicine

9. Nanotıp araştırma ajandası • Nanodiagnostik: erken teşhis • Biyosensörler ve minyatür araçlar • Hedeflenebilen görüntüleme ajanları • İlaç hedefleme • İstenen bölgeye ilacın ulaştırılması ve etkisinin gözlenmesi • Rejeneratif tıp • Tamir mekanizmasının hızlandırılması (organlar veya sistemler • Etik, Yasal ve Sosyal konular

10. Nanoteknoloji ne amaçla kullanılabilir? • Biomateryaller • Kemik • Diş • Hücreler • Kıkırdak • İmmün sistem • Viral ve bakteriyel saldırılar • İlaç hedefleme • Teşhis

11. 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

12. İlaç hedefleme • Hedef bölgeye ulaşıncaya kadar ilacın korunması • Nanopartiküller • Minyatür cihazlar • Yüksek dozların engellenmesi • Sağlıklı dokuların etkilenmemesi

13. İlaç Taşıyıcı Nanosistemler • Nanopartiküler Sistemler • Nanokapsüller • Nanoküreler • Nanosüngerler • Emülsiyonlar • Nanoveziküler Sistemler • Lipozomlar • Niozomlar • Moleküler Sistemler • İnklüzyon Bileşikleri • Moleküler Baskılı Polimerik Sistemler

14. Hangi yollarla verilebilir? • Oral • Nasal • Topikal • Pulmoner • Parenteral • Oküler • Bukkal

15. 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.

17. Nanopartiküllerin avantajları • Artmış ilaç çözünürlüğü • Parçalanmaya karşı koruma • Toksik etkilerin azalması • Uzatılmış etki • Biyoyararlanımın geliştirilmesi • Farmakokinetik ve dağılım özelliklerinin düzenlenmesi • Hedefleme (hücre/doku)

18. 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

19. Hazırlama yöntemleri • Emülsifikasyon ve çözücü uçurma • Arayüzey polimerizasyonu • Nanoçöktürme • Koaservasyon • Spray-drying • Sıcak ve soğuk homojenizasyon • Mikroemülsiyon tekniği

20. Sistemik ilaç verilmesinde • Aşama: stabilite • Aşama: uzatılmış sirkülasyon • Aşama: hedefleme

21. 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

22. 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

23. Fizikokimyasal özellikler • Molekül ağırlığı Renal atılım için uygun olan makromoleküller hemen elimine edilir. Daha büyük, parçalanamayan moleküllerin toksisitesinin azaltılmasında yararlıdır.

24. 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.

25. Hedefleme • Ligandlar • Küçük moleküller • Galaktoz/glukoz/mannoz • Folat • Peptidler • Proteinler • Antibody • LDLs

26. İdarubisin plazma konsantrasyonları

27. Enriquez de Salamanca et al.IOVS, April 2006, Vol. 47, No. 4 Kitozan nanopartikülleri

28. Gokce et al., CRS 2008 • Cyclosporine Solid Lipid Nanoparticles: Evaluation of In-vivo Drug Release in Rabbit Eyes

29. Tübitak • Gebze yüksek teknoloji enstitüsü • Bilkent ‘Ulusal nanoteknoloji merkezi’

30. 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.

31. AB 7. çerçeve programı • AB Mesleki Eğitim Programı • Leonardo da Vinci Hareketlilik LLP-LDV-VETPRO-07-TR-0273 • www.leonardo.gov.tr