P3HB ve PBA polimerleri ikili karışımlarının doku iskelesi olarak değerlendirilmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Nanoteknoloji ve Nanotıp A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ELVAN KONUK
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Tez çalışması kapsamında bir biyopoliester olan poli-3-hidroksibutirat (P3HB), hidrojen transfer polimerizasyonuyla sentezlenen ve daha önce hiçbir doku mühendisliği çalışmasında kullanılmamış olan poli-β-alanin (PBA), PBA kopolimeri poli(β-alanin-koetilenoksit) (PMBA), PBA türevi poli(N-(3-metoksipropil)-β-alanin) (PNMPBA) poliamitleri ile katkılanarak yeni bir doku iskelesi malzemesi üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu katkılama ile aynı zamanda P3HB'nin olumsuz özelliklerinin giderilmesi de amaçlanmıştır. Doku iskelesi üretimi için, dondurarak kurutma ve elektroeğirme yöntemleri kullanılmıştır. Dondurarak kurutma yöntemiyle %5 P3HB ve P3HB'ye oranla kütlece %2, %5 ve %10 oranlarında PBA, PNMPBA ve PMBA içeren P3HB 3 boyutlu (3B) süngerimsi doku iskeleleri elde edilmiştir. İskeleler üzerinde basma mekanik testleri uygulanmış, P3HB ve %2 PBA içeren doku iskelelerinde sıkıştırma direnci değerleri sırasıyla 14.00±0.00 kPa ve 5.66±1.04 kPa olarak, elastik modül değerleri ise sırasıyla 27.40±0.00 kPa ve 12.06±3.20 kPa olarak bulunmuştur. Yapılan katkılamaların P3HB'nin kristal yapısına olan etkisini araştırmak amacıyla X-ışını kırınımı (XRD) analizi gerçekleştirilmiştir. P3HB'nin kristalinitesi %52.70 olarak bulunurken; %2 PBA, PNMPBA ve PMBA katkılaması yapılmış grupların kristalinitesi sırasıyla %48.84, %42.50 ve %46.84; %5 PBA, PNMPBA ve PMBA katkılaması yapılmış grupların kristalinitesi sırasıyla %46.46, %46.01 ve %46.61; %10 PBA, PNMPBA ve PMBA katkılaması yapılmış grupların kristalinitesi ise sırasıyla %36.91, %41.21 ve %46.27 olarak bulunmuştur. Yapılan karakterizasyon çalışmaları sonuçları değerlendirilmiş, ve dondurarak kurutma yöntemi ile üretilen iskelelerin doku mühendisliği uygulamalarına uygun olmadığı tespit edilmiştir. Elektroeğirme aşamasında geleneksel elektroeğirme ve ıslak elektroeğirme teknikleri kullanılarak sırasıyla 2 boyutlu (2B) ve 3B fibröz doku iskeleleri elde edilmiştir. Geleneksel elektroeğirme için %5 (w/v) P3HB ve %10 PBA (w/w) hekzafloroizopropanol (HFIP) içerisinde çözdürülmüş ve elektroeğirme koşullarının optimizasyonundan sonra 15 kV voltaj, 22.5 cm şırınga-toplayıcı uzaklığı ve 1.0 mL/sa akış hızı optimum koşullar olarak belirlenmiştir. Islak elektroeğirme için ise %10 (w/v) P3HB ve %10 (w/v) PBA HFIP içerisinde çözüdürülmüş ve elektroeğirme koşullarının optimizasyonundan sonra 15 kV voltaj, 1 mL/sa akış hızı ve 16.5 cm şırınga-toplayıcı uzaklığı koşulları seçilmiştir. Geleneksel elektroeğirme yöntemiyle üretilen %5 P3HB ve %10 PBA katkılı P3HB fiberlerin çapları sırasıyla 4.44±1.81 μm ve 3.21±1.82 μm, ıslak elektroeğirme ile üretilen %10 P3HB ve %10 PBA katkılı P3HB fiberlerin çapları ise sırasıyla 5.08±1.57 μm ve 5.12±1.63 μm olarak bulunmuştur. Çekme testleri geleneksel elektroeğirme ile üretilen 2B fibröz matrislere uygulanmıştır. İskelelerin çekme dirençleri sırasıyla 4.00 MPa ve 8.20 MPa olarak bulunurken, elastik modül değerleri sırasıyla 152.00 MPa ve 290.00 MPa olarak bulunmuştur. Ayrıca 2B iskeleler üzerinde su temas açısı ölçümleri gerçekleştirilmiştir. İskelelerin su temas açıları %5 P3HB için 88.30±19.90°, %10 PBA katkılı P3HB için 48.90±9.00°'dir. Su alım kapasitesi ölçümleri ise ıslak elektroeğirme yöntemi ile üretilen doku iskeleleri ile yapılmıştır. Üç boyutlu fibröz doku iskelelerinin su alım kapasiteleri %10 P3HB için %356.70±25.00 olarak, %10 PBA katkılı P3HB için ise %443.60±101.10 olarak hesaplanmıştır. Hücresel uyumluluğun incelenebilmesi için P3HB ve PBA katkılı P3HB fibröz 3B iskeleler ile MC3T3-E1 preosteoblastik hücre hattı kullanılarak hücre kültürü çalışmaları yapılmıştır. Hücre canlılığının belirlenmesi amacıyla mitokondriyal canlılık analizi (MTT) ve hücre morfolojisinin takibi için taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizi gerçekleştirilmiştir.Sonuç olarak PBA katkılamasının P3HB'nin doku mühendisliği açısından olumsuzluk yaratan yüksek kristalinite, yüksek hidrofobisite gibi olumsuz özelliklerini iyileştirdiği ve mekanik açıdan olumlu özellikler katarak hücresel uyumluluğu arttırdığı tespit edilmiştir.