(Nanos) Cüce Sistemler
Bu konu uzunca süredir yazı listemde olup çok fazla yazı istek aldığım bir konudur. Bu sebeple yazı planımda ön sıralarda yerini aldı. İlk bakışta konu biraz karmaşık gelebilir. Ama eminim ki ilginizi çekecek bir konu olacaktır. Sabırla okuduğunuzda da keyif alabileceğinize inanıyorum. Ve başlıyorum…
Farmasötik ve biyoteknolojik alanlarda ilacın etki göstereceği yapıya taşınması ana sorunlardan biridir. Günümüzde ilaç kullanımında ortaya çıkan problemleri en aza indirmek için yeni gelişen teknolojilerden faydalanılır. Ve yapılan çalışmalar sayesinde spesifik ilaç taşıyıcı sistemler geliştirilir. Hedeflendirilmiş ilaç taşıyıcı sistemler ilaçları daha etkili ve günümüzdeki ilaçlara nispeten daha pratik olarak hedefe iletilmesini sağlar. Geliştirilen tüm bu sistemler sayesinde hastanın uyuncunun artması, ilacın yarılanma ömrünün uzaması sağlanmış olur. Bunun sonucunda da sağlık harcamaları azalır.
Nano taşıyıcıların geliştirilmesi sayesinde kan-beyin bariyeri, solunum sistemindeki bronşiyoller ve derideki sıkı bağlantılar gibi çeşitli anatomik ve biyolojik yapıları aşarak ilaçların hedef dokuya ulaştırılması sağlanır. Vücuttaki dar alanlarda daha iyi dağılım sergileyen nano taşıyıcılar düşük çözünürlüğe sahip ilaçların çözünmesini kolaylaştırır. Yeni özellikler kazandırılan nano taşıyıcı sistemler ilaç toksisitesini azaltır ve daha verimli ilaç dağılımını sağlar.
Her bilimsel gelişmenin olumlu yanları görüldüğü gibi olumsuz yanları da mevcuttur. Nano taşıyıcıların ilaç salımında kullanılması bir takım problemleri beraberinde getirmektedir. Örneğin nano taşıyıcı sistemlerin elde edilmesi ve depolanması zordur. Düşük potansiyelli ilaç salımlarında uygun değillerdir. Bazı uygulamalarda arzu edilmeyen bölgelere geçerek zarara neden olabilirler. Hücre çekirdeğini çevreleyen zarı geçerek genetik hasara ve mutasyona yol açabilir.
21. yüzyılda biyoteknolojideki ilerlemeler ve gelişmekte olan ilaç teknolojisi sayesinde etkin ilaç tasarımında önemli aşamalar kaydedilmektedir. ilaç hedefleme (ilacın sadece patolojik bölgede etki göstermesinin amaçlanması); ilaç etken maddesinin kimyasal yapısından ya da ilacı alım şeklinizden (oral, damar içi, vb.) bağımsız olarak hedef doku veya organda seçici ve kantitatif toplanma yeteneği olarak tanımlanmaktadır.
Nanoteknoloji, nanometre boyutundaki (1-100 nm) parçacıkların bilimidir (Yunanca’da nanos “cüce” anlamındadır). Bu teknoloji ilk defa 1959 yılında Amerikalı Nobel Fizik ödülü sahibi Richard Feyman (1918-1988) tarafından başlatılmıştır. Nanofarmasötik terimi ise nano büyüklüklerde toz ilacı, ilaç taşıyıcı sistemleri ve araçları kapsar.
Son zamanlarda nanoteknoji ilaç taşıyıcı sistemleri;
Gıda endüstrisi, biyosensörler, katalizörler ve gen transferi gibi farklı alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Nanopartiküller, 1 ila 100 nanometre arasında değişen boyuta sahip parçacıklardır ve belli boyut aralığında hacimsel yapılarından farklı olarak olağanüstü işlevler gösterebilirler.
İlaç hedeflemeyle konvansiyonel, biyoteknolojik ve gen kaynaklı ilaçlar vücudun organ, doku ve hücre gibi belirli bölgelerine seçici olarak taşınabilmektedir. Hedeflendirilmiş çeşitli nano taşıyıcıların kullanılması nano tıpta en önemli alanlardan biri haline gelmiştir. Bu taşıyıcılar, çeşitli ilaçlar ve/ veya görüntüleme maddelerini taşıyabilen nano büyüklükteki materyallerdir. İlaç hedefleme çalışmalarındaki gelişmelerin hızlanması, kontrol edilemeyen önemli hastalıkların tedavisi konusunda herkese ümit vermektedir.
Nanopartiküllerin sahip olduğu üstün özelliklerinin öne çıkan nedenleri ise; kuantum boyut etkileri, elektronik yapısının boyut bağımlılığı, yüzey atomlarının benzersiz karakterleri ve yüksek yüzey/hacim oranı olarak söylenebilir.
İlaç yüklü nanopartiküller, ilacın biyoyararlanımını geliştirerek terapötik etkinliğini yararlı bir şekilde artırılabilir.
Neden Taşıyıcı Sistemler?
Klasik ilaç şekillerinin sık ve tekrarlanan dozda kullanımları söz konusudur. Sisteme salımı gerçekleşen etkin maddenin yoğunlaşması için kullanılan dozun yeter miktarın altına düşmesi veya toksik düzeyin üstüne çıkması esnasında istenmeyen etkiler söz konusu olabilir. Bu beklenmedik durumlarla karşı karşıya kalmamak için etken maddenin dozunu azaltan, dozlama aralığını uzatan, yan ve toksik etkilerden arındıran, etkin maddeyi hedef bölgeye ulaştıran ilaç taşıma sistemler sayesinde mümkün olur. Kanda bulunan etkin madde konsantrasyonu istenilen terapötik düzeyde uzun süre sabit tutulur ve vücut içindeki etkin maddenin eliminasyonu azaltılır. Böylece etkin madde kullanımı gerçekleşir ve ilaçtan elde edilecek olan fayda artırılır. Ancak yaygın uygulama şekillerinin başında gelen ilaçların oral kullanımı ile bunu sağlamak zordur.
Dünyadaki Durum
- AB ülkeleri içinde en fazla nano-tıp araştırması Almanya’da yapılmaktadır.
- Almanya, yayınlarda % 8 ve patent başvurusunda % 12 oranına sahiptir.
- Bütün AB ülkelerinde patent başvuru oranı % 25’dir.
- Japonya için bu konudaki yayın oranı % 9, patent ise %5’dir.
Nanofarmasötik
- Nanofarmasötiklerbiyolojik tedaviler için çok uygundur.
- PEG gibi hidrofilikmolekül bağlanarak dolaşımda daha uzun zaman kalabilirler.
- Bir nanotaşıyıcıyabirden fazla etkin madde yüklenebilir ve birden fazla hedeflendiricimolekül bağlanabilir.
- Nanoteknolojibirçok disiplinin bir arada çalışmasını gerektirir.
- Fizik, biyoloji, moleküler biyoloji, ilaç bilimi, kimya, optik, mikrobiyoloji, mühendislik, biyokimyasal toksikoloji, genetik ve moleküler toksikoloji gibi bilimlerdir.
Nanofarmasötiklerin Hazırlanmaları
| 1. Hazırlık Türü | 2. Hazırlık Türü |
| Yukarıdan aşağıya yani büyük maddeyi küçülterek nano boyuta ulaşmak
(öğütme, termal yöntemler, yüksek enerji uygulama, kimyasal sentez yöntemleri gibi) |
Aşağıdan yukarıya yani en küçük nano boyuttan hareketle yeni bir nanomadde oluştururak
(kimyasal sentez, supramoleküler sentez, birçok maddenin kovalan konjügasyonu, kolloit kimya gibi) |
Nanopartiküller
Doğal veya sentetik polimerlerden veya inorganik elementlerden hazırlanan katı kolloidal ilaç taşıyıcı sistemlerdir.
Avantajlar
-Nano boyutta olmaları ve hedeflendirilebilmeleri
-Yüzey modifikasyonlarının yapılmasına uygun olmaları
-Yan etkilerin azaltılması ile daha güvenilir bir tedavi sağlanması
-İlacın biyoyararlanımının arttırılması ile etkin bir ilaç tedavisi sağlamaları
Böylece; hastalıkların teşhis, tedaviye, izlenmesinde kullanılmak üzere geliştirilirler.
Nano Taşıyıcılar Kimlerdir?
Bu kavramları belki de okuduktan sonra hiç aklınızda tutmayacaksınız ama öğrenmek amaçlı yazmaya devam ediyorum.
Nanopartiküller, Nanokapsüller, Nanosüngerler, Katı Lipit Nanopartiküller, Nanoemülsiyonlar, Nanosüspansiyonlar, Lipozomlar, Niozomlar, Dendrimerler, Fulleren, Karbon Nanotüpler, Polimer-Protein Konjügatları, Polimer-İlaç Konjügatları, Nanojeller, Polimerikmisellerdir.
Ayrıca nanokristal ilaçlar da hiçbir taşıyıcı kullanmadan doğrudan vücuda uygulanabilir.
Nano aygıtlara örnekler; nanoçipler, çeşitli implantlar, nanorobotlar, nanoilaçkaplı stentler, nanosensörlerdir.
Nanoküreler
Nanoküreler polimerik bir matriksten oluşan ilaç taşıyıcı sistemlerdir. İlaç polimerik küre içinde dağılmış olabileceği gibi yüzeye adsorbe olabilir. Doğal, polisakkarit yapıda ve sentetik polimerler kullanılarak hazırlanabilirler. İlaç salımı polimerik yapının arasından difüze olma, polimerik yapının erozyonu ile veya her iki mekanizmanın birlikteliği ile olur.
Nanokapsüller
Nanokapsüller polimerik bir zarf ve yağlı bir iç çekirdekten oluşan membran tipi ilaç taşıyıcı sistemlerdir.
Metalik Nanopartiküller
Genellikle altın ve gümüş gibi nadir toprak elementlerinden hazırlanan kolloidal ilaç taşıyıcı sistemlerdir.
Tanı ve/veya tedavi amaçlı altın nanopartiküller hazırlanmaktadır.
Dendrimerler
Dendrimerler, birbirini tekrarlayan monomerlerin basamaklar halinde eklenmesiyle merkezden yüzeye doğru büyütülerek sentezlenen küresel makromoleküllerdir.
Yüksek ilaç yükleme kapasiteleri, kolay sentezlenebilir olmaları, uygun stabiliteleri, istenildiği şekilde fonksiyonelleştirilebilir olmaları, boyutlarının kontrol edilebilir olması, aktif hedeflendirmedeki etkinlikleri sayesinde parenteral, transdermal, oküler ve oral yollar ile uygulanabilirler.
Gelecekteki Beklentiler
10-15 yılda, kanser, diyabet, santral sinir sistemi bozuklukları, kardiyovasküler hastalıklar, alerji, otoimmün ve kronik enflamasyon, hormon eksiklikleri gibi durumlarda tedavi için biyoteknoloji temelli ilaçlar daha fazla kullanılacaklar.
Bu gelişmenin temeli ihtiyaç duyulan yeni ilaçlar ve ilaç taşıyıcı sistemlerdir aslında.
Diğer taraftan hastalıkları önlemek, tedavi etmek ve yaşam standardını artırmak için ilaçta yeni gelişmelere her zaman ihtiyaç olaması da düşünülebilir.
Günümüz taşıyıcı sistemlerinin, peptidler ve monoklonal antikorlar ile doku hücrelerine spesifik hedeflenmesi, etkin ilaç dağılımı açısından önemli bir araştırma konusudur. Nanotıp çalışmaları ağırlıklı olarak, nanopartiküller-nanotaşıyıcıların biyolojik bariyerleri aşarak, teşhis ve tedavi amaçlı kullanılmasını kapsar. Gelecekte klinik çalışmaların artması ile en çok ölüm sebebi olan hastalıkların teşhis ve tedavisinde çok daha geniş yer alacağı düşünülmektedir.
Elbette ki bu yazıda daha önemli olup yer alamayan pek çok nokta var. Fakat fazla teknik veri ile sizleri de yormak istemediğimden burada kesiyorum. Eğer talebiniz detaylanması yönünde olur ise bana [email protected] mail adresim üzerinden ulaşabilirsiniz.
2 hafta sonra yine bir Cuma akşamı ofistekiler.com adresinde görüşmek dileğiyle…
Teşekkürler.