21. yüzyıla geldiğimizde nanoteknolojideki ve biyoteknolojideki gelişmeler ışığında ilaçların salınımı konusunda önemli adımlar atılmıştır. İlaç hedefleme ile ilacın yalnızca istenen bölgeye etki etmesi sağlanmaktadır. Bunun için ilacın etken maddesinden ayrı olarak hedefli bölge için seçici ve özgül tasarımlar yapılmaktadır. Bu sayede biyoteknolojik ve gen temelli ilaçlar vücudun belirli bölgelerine taşınabilmektedir. Hedefli ilaç taşınımında çeşitli nanotaşıyıcılar kullanılır. Bunlar konjuge edilen ilaç veya görüntüleme amaçlı maddeler olabilmektedir [1].
Nanotaşıyıcıların Avantajları
•Boyutları itibariyle damarlardan hızlıca dolaşıma katılabilirler.
•İlaçların toksik ve yan etkileri azaltılmış olur.
•Hedeflenen hücre, doku veya organa kolayca ulaşabilirler.
•Polietilen glikol (PEG) veya polioksietilen (POE) bağlanarak uzun süre dolaşımda kalmaları sağlanabilir.
•Nanotaşıyıcılar ile etkin madde, görüntüleme maddesi, magnetik maddeler, hedeflendirici moleküller taşınabilmektedir.
•Aynı nanotaşıyıcıya birden fazla etkin madde veya hedeflendirici molekül bağlanabilir [2].
Teranostikler, aynı nanotaşıyıcıda etkin madde ile görüntüleyici maddenin birlikte bulunduğu durumdur. Bunlar sayesinde vücuda giren ilaçların salımı ve dağılımı izlenebilmektedir. Her ne kadar taşıyıcı sistemler ile hedeflendirmede büyük avantajlar sağlansa da bazı dezavantajları da bulunmaktadır. Biyolojik bariyerler hedeflendirmede sorun teşkil etmektedir. Bu sebeple nanotaşıyıcılara PEG ile kaplama gibi yüzey modifikasyonları uygulanmaktadır.
İlaçlar, ilacın etki etmesi istenilen bölgede en uygun hızda etkileşime girmesi ve dağılımın sadece hedefli bölgeyle sınırlandırılması amacıyla hedeflendirilmektedir. Bu sayede daha düşük doz ilaçla daha fazla etki sağlanmış olur. İlaç taşıyıcı sistemlere örnek olarak; nanopartiküller, lipozomlar, polimerik miseller, karbon nanotüpler, dendrimerler, nanokristaller söylenebilir [1].
Şekil 1. Bazı Nanotaşıyıcı Sistemler [3]
Miseller
Misellerin yapısı incelendiğinde küresel bir çekirdek ile bunu saran bir dış kabuktan oluştuğu görülmektedir. Kabuk kısmına hidrofilik, çekidek kısmına ise hidrofobik etkin maddeler yüklenebilmektedir. Miseller boyutlarına göre yüksek oranda ilaç taşıma kapasitesine sahiptir. Yüzey modifikasyonları ve uzun süre dolaşımda kalabilmelerinden dolayı önemli ilaç taşıyıcı sistemlerdir [1].
Lipozom
Lipozomlar, adından anlaşılacağı üzere yapısında lipit bulunduran taşıyıcı sistemleridir. Ana yapısını fosfolipitler oluşturur. Fosfolipitler, yapısında hidrofilik ve lipofilik gruplar içerdiğinden amfifilik yapılardır. Küresel şekilli, nanoveziküler yapıdadır. Eş merkezli iki veya daha fazla lipit tabakasının küresel şeklini almasıyla lipozomlar oluşur. Lipozomlar, bu veziküller ile ilaç taşıyan sistemlerdir [2].
Dendrimerler
Dendrimerler, küresel bir şekle sahiptir ve ortalarında bir boşluk barındırır. Bu boşluğa taşınması istenen madde aktarılabilir ve etkin madde korunaklı hale gelmiş olur. Molekül yapılarından dolayı son derece gelişmiş fiziksel ve kimyasal özellikler sergilemektedirler. Çok fazla zincir uçlarına sahip olmaları nedeniyle yüksek çözünebilirlik özelliği gösterirler. Ayrıca çözünürlükleri yüzeylerindeki gruplarla direkt olarak ilişkilidir. Hidrofilik gruplarla sonlanan dendrimerler polar çözücülerde, hidrofobik gruplarla sonlanan dendrimerler ise nonpolar çözücülerde iyi derecede çözünebilmektedirler [4].
Nanokristaller
Nanokristaller, kristal yapıdaki etkin maddeler olarak tanımlanabilmektedir. Nanokristaller ile nanotaşıyıcılar arasındaki temel fark, nanokristallerin hemen hemen tamamının etkin maddeden oluşmasıdır [2].
Polimerik Miseller
Polimerik miseller nano boyutlu, küresel yapıda, hidrofilik ve hidrofobik gruplar içeren amfifilik blok kopolimerlerinin çekirdek-dış kabuk şeklinde kendiliğinden oluşan yapılardır. Miselleri oluşturan amfifilik unimerler, belli sıcaklık ve konsantrasyonda polimer zincirleri olarak bulunur. Bu unimerler kritik misel sıcaklığına ve konsantrasyonuna ulaştığında oluşumları gerçekleşir. Esasında misellerin oluşumu serbest enerjinin azalması ile gerçekleşir. Sulu ortamda miseller oluşumunda, blok kopolimerin hidrofobik kısmı sudan kaçma eğilimi ile kendi içinde bir araya gelerek misel çekirdeğini oluştururken hidrofilik kısmı ise sulu ortamla etkileşerek hidrojen bağı kurmakta ve sistemin serbest enerjisinde düşme meydana getirerek kabuk katmanını oluşturacak şekilde kendiliğinden düzenlenmektedir. Bu enerjinin fazlası, kendi içinde bir araya gelen hidrofobik kısımların Van der Waals bağları ile birbirlerine bağlanmasını sağlayarak miselleri oluşturmaktadır. Oluşan çekirdek-kabuk yapısı ilaç taşıma amacına yönelik olarak kullanılabilmektedir [1].
KAYNAKÇA
[1] Tüylek, Z., İlaç Taşıyıcı Sistemler ve Nanoteknolojik Etkileşim, Bozok Tıp Dergisi, (2017).
[2] Tüylek, Z., İlaç Taşıyıcı Nanosistemler, Arşiv Kaynak Tarama Dergisi, (2019).
[3]https://www.drozdogan.com/nanoteknoloji-nanotip-ve-radyasyon-onkolojisindeki-uygulamalari-yazidizisi-2/
[4] Karabulut, B., Kerimoğlu, O., Uğurlu, T., Dendrimerler- İlaç Taşıyıcı Sistemler, (2014), DOI: 10.5455/musbed.20141015015453 .