POLİ(3-HİDROKSİBUTİRAT)/POLİ-ß-ALANİN VE TÜREVLERİNİN İKİLİ KARIŞIMLARI: YENİ DOKU İSKELESİ MALZEMELERİ


Gümüşderelioğlu M. , Çatıker E.(Executive)

TUBITAK Project, 2014 - 2016

  • Project Type: TUBITAK Project
  • Begin Date: May 2014
  • End Date: May 2016

Project Abstract

Projenin tamamlanması dört aşamada gerçekleştirilmiştir. Bu aşamalar şu şekilde verilebilir:  (1) Hidrojen transfer polimerizasyonu (HTP) ile akrilamit, N-hidroksietil akrilamit ve N-(3-metoksipropil) akrilamit monomer olarak kullanılarak sırasıyla karşılık gelen poli-β-alanin, poli(N-hidroksietil-β-alanin) ve poli[N-(3-metoksipropil)-β-alanin] polimerlerinin sentezlenmesi ve karakterizasyonları, (2) Sentezlenen polimerlerin katkı ajanı olarak kullanılması ile poli(3-hidroksibütirat) (P3HB) ile farklı bileşimdeki karışımlarının liyofilizasyon ile (alternatif olarak da elektroeğirme ile) gözenekli matrislerinin elde edilmesi (3) Matrislerin mekanik dayanım, sitotoksisite, biyobozunurluk testleri (4) Katkı içeren matrislerin doku iskelesi olarak kullanılabilirliğinin belirlenmesi için hücre kültürü çalışması.

 

Sentezlenmesi planlanan her üç polimerin de sentezi sağlanmıştır. Yapısal karakterizasyonları ve ortalama molekül kütleleri belirlenmiştir.  Poli-β-alanin, poli[N-(3-metoksipropil)-β-alanin) ve poli(N-hidroksietil-β-alanin) polimerlerinin mol kütleleri sırasıyla yaklaşık 40000 Da, 4000Da ve 1500Da olarak belirlenmiştir.  Beklenmedik şekilde poli(N-hidroksietil-β-alanin) polimerinin suda çözünür özellik sergilediği saptanmıştır. Bu nedenle, bu polimerle ilgili sitotoksisite ve gözenekli matris oluşturma işlemleri yapılamamıştır. Proje hedefleri doğrultusunda poli(N-hidroksietil-β-alanin) yerine daha önce yürütücü tarafından sentezlenen poli(α-metil-β-alanin) bu amaçla kullanılmıştır.

 

Liyofilizasyon yöntemi ile poli(3-hidroksibütirat) ve sentezlenen üç farklı polimerden gözenekli matrisler elde edilerek karakterizasyonu, sitotoksisite, mekanik ve biyobozunma testleri yapılmıştır. Her üç polimerin de sitotoksisite sergilemediği ve katkı ajanlarının biyobozunmayı desteklediği belirlenmiştir. Ancak liyofilizasyon yöntem ile hazırlanan gözenekli matrislerin mekanik özelliklerinin doku iskelesi olarak kullanım için yetersiz olduğu yapılan sıkıştırma testlerinden ortaya çıkmıştır. Alternatif olarak 3 boyutlu elektroeğirme ile hazırlanan matrislerin mekanik özelliklerinin çok daha iyi olduğu belirlenmiştir. En iyi mekanik özellik sergileyen poli(3-hidroksibütirat)/poli-β-alanin karışım iskelelerinden hücre kültürü çalışması yapılmıştır. Yapılan 3 haftalık hücre kültürü çalışmaları sonucunda poli(3-hidroksibütirat)/poli-β-alanin karışım iskelelerinde saf poli(3-hidroksibütirat) iskelelerine kıyasla daha iyi hücre tutunması ve çoğalması belirlenmiştir. Sonuç olarak, poli-β-alanin katkılı poli(3-hidroksibütirat) çözeltisinden elektroeğirme yöntemi ile hazırlanan fibröz 3 boyutlu doku iskelelerinin preosteoblastik MC3T3-E1 hücre hattının hücre kültüründe tercih edilebileceği ortaya çıkmıştır.