İlaç taşıyıcı pluronicl64 polimerlerinin ibuprofen etkileşiminin ve ilaç hapsetme veriminin kaba tanecikli moleküler simülasyonlarla belirlenmesi
Özet
Bilgisayar simülasyonları, moleküllerin yapısını ve dinamik davranışlarını analiz etmek için
kullanılmaktadır ve farklı zaman ve uzunluk ölçeklerinde geçerlidir. Bu çalışmada Dağılıcı
Parçacık Dinamiği olarak adlandırılan kaba tanecikli bir simülasyon tekniğiyle simülasyonlar
gerçekleştirilmektedir. Dağılıcı Parçacık Dinamiği yönteminde, kaba tanecik olarak
adlandırılan her parçacık, birkaç atomun bir araya gelmesinden oluşan bir grup atomu veya
bir sıvı molekül hacmini temsil eder. Bu teknik, mezoskopik ölçekte etkileşen yumuşak
küresel parçacıkları, yumuşak bir potansiyel ve hidrodinamik özellikleri koruyarak termal
dengeye sokmak için yönlendirmektedir. Groot ve Warren, Dağılıcı Parçacık Dinamiği
yöntemindeki tamamen itici kuvvetler ve Flory-Huggins parametresi arasında bir ilişki
kurarak simülasyon parametrelerinin deneysel çözünürlük parametrelerini kullanılarak
hesaplanmasını sağlamıştır. Bu tip kaba-taneli modeller, karmaşık sistemlerin, polimerlerin
çalışılmasında ve nanoparçacıklardan ilaç difüzyonunun incelenmesinde kullanılmaktadır. Bu
çalışmada, belirli bir ilaç taşıma sisteminin simülasyonunun gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır.
İlaç taşıma için polimer sistemi olarak Pluronic kullanılmıştır. Pluronic zincirleri, bir triblok
yapı içerisinde düzenlenmiş hidrofilik ve hidrofobik blokları içeren amfifilik blok
kopolimerleridir. Hidrofilik ve hidrofobik bloklar, polietilen glikol (PEG) ve polipropilen
oksitten (PPO) oluşur ve polimerik zincirdeki bu hidrofilik ve hidrofobik birimlerin sayısı,
Pluronic zincirinin yapısını ve özelliklerini karakterize eder. Burada, ilaç taşıma polimer
sisteminin yapısı ve ilaç yükleme kapasitesi için PluronicL64'ü ile çalışılmış ve simülasyonlar
gerçekleştirilmiştir. Misel ilaç taşıyıcı polimer yapıları, sudaki polimer konsantrasyonunu
değiştirerek oluşturulmuş ve ardından İbuprofen ilacı yüklenmiştir. İlaç yükleme kapasitesi,
İbuprofen moleküllerinin sayısının bir fonksiyonu olarak izlenmiş ve önemli miktarda ilaç
yüklemesi fark edilmiştir. Ek olarak, polimer-ilaç kombinasyonlarının moleküler yapıları
Radyal Dağılım Fonksiyonu hesaplanarak belirlenmiş ve belirli bir karışım için hidrofilik-ilaç
etkileşiminin hidrofobik-ilaç etkileşimlerine oranla daha baskın olduğu görülmüştür. Computer simulations are used to analyze the structural and dynamic behavior of molecules
and apply to different time and length scales. In this study, simulations are performed by a
simulation method referred as Dissipative Particle Dynamics at the mesoscopic scale. In
Dissipative Particle Dynamics method, each particle called a bead represents a group of atoms
or a volume of a liquid molecule. In this technique, the particles interact by a soft potential
and the pairwise nature of these interactions preserve the hydrodynamics, which leads to the
thermal equilibrium. Groot and Warren established a correlation between the Dissipative
Particle Dynamics method and the Flory-Huggins solution theory, allowing the simulation
parameters to be computed from experimental solubilities. Dissipative Particle Dynamics
method has been used in the study of complex systems, polymers, and drug release from
nanoparticles. In this study, we aim to simulate a particular drug delivery system. The
polymer system used for the drug delivery is referred as Pluronics. Pluronics are amphiphilic
block copolymers containing hydrophilic and hydrophobic blocks arranged in a triblock
structure. The hydrophilic and hydrophobic blocks consist of polyethylene glycol (PEG) and
polypropylene oxide (PPO), respectively and the number of these hydrophilic and
hydrophobic units in the polymeric chain characterizes the structure and properties of
Pluronics. In this thesis, we simulate PluronicL64 for the structure of the drug delivery
polymer system and for its drug loading capacity. Micellar drug carrier polymer structures are
created by changing the polymer concentration in water and then drugs, Ibuprofen and
Aspirin, are loaded. The drug loading capacity values are monitored as a function of the
number of drug molecules and a significant degree of drug loading is noticed. Moreover,
investigation of the local structure via Radial Distribution Function computation reveals that
the hydrophilic-drug interactions are more dominant than the hydrophobic-drug interactions
for a particular mixture.
Koleksiyonlar
- Tez Koleksiyonu [574]