Geri Dön

Kollajen esaslı polimerik kompozit malzeme sentezi, karakterizasyonu ve biyomalzeme olarak değerlendirilebilirliği

Collagen-based polymeric composite material synthesis, characterization and evaluation

PDF İndir

  1. Tez No: 405293
  2. Yazar: MEHTAP ŞAHİNER
  3. Danışmanlar: PROF. DR. BEHZAT ORAL BİTLİSLİ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Deri Mühendisliği, Leather Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ege Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Deri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 120

Özet

Kollajen, deri yapısını oluşturan temel proteindir. Doktora tezinde, kollajen çeşitli sentetik monomerler ile iki yöntem kullanılarak kollajen esaslı kompozit hidrojeller üretilmiştir. Elde edilen kompozit hidrojellerin biyomedikal uygulama potansiyelleri incelenmiştir. Birinci yöntemde kollajenin kral suyu (3 mol hidroklorik asit ve 1 mol nitrik asit karışımı) ile muamele edilerek elde edilen kolajen parçalarının nötralizasyonundan sonra akrilamit (AAm) ve 2-hidroksil etilmetakrilat (HEMA) monomerleri ile ayrı ayrı karıştırılarak redoks polimerizasyon yöntemi kullanarak hidrojel kompozitleri sentezlenmiştir. Poli(akrilamit) (p(AAm)) ve poli(2-hidroksil etilmetakrilat) (p(HEMA)) hidrojelleri kontrol amaçlı sentezlenmiştir. Sentezlenen poli(akrilamit/kollajen) (p(AAm/Coll), poli(2-hidroksil etilmetakrilat/kollajen) (p(HEMA/Coll)) hidrojellerinin ve p(AAm) ve p(HEMA) hidrojellerinin morfolojik yapıları için taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve termal davranışlarının belirlenmesi için termal gravimetrik (TGA) analizleri yapılmıştır. Sentezlenen hidrojel yapılarına lenfosit hücreleri kullanarak sitotoksisite tayini için COMET ve genotoksitite MTT testleri uygulanmıştır. Sentezlenen hidrojellere gallik asit etke maddesi, trimetroprim ve naproksen ilaçları etanol çözeltilerinden yüklenerek fosfat tampon çözelti (PBS) içinde in vitro salımı 37,5 oC de incelenmiştir. Hazırlanan hidrojellere antimikrobiyel özellik kazandırmak için bakır (Cu) ve gümüş (Ag) iyonları sulu ortamlardan yüklenmiş ve NaBH4 ile indirgenerek Cu ve Ag metal nanopartikülleri hidrojellerin içinde oluşturulmuştur. Elde edilen kompozit hidrojellerin çeşitli bakterilerine karşı antimikrobiyal testleri yapılmıştır. Kontrol hidrojel matrikslerine göre sırasıyla Cu ve Ag nanopartikül içeren kompozit hidrojeller daha antimikrobiyal özellikler göstermiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde, kollajen, tannik asit (TA) ile modifiye edilerek modifiye kollajen (m-Coll) hazırlanmıştır. AAm monomeri ile m-Coll karıştırlarak poli(Akrilamit/m-Coll) (p(AAm/m-Coll)) hidrojeller kompozitleri sentezlenmiştir. Poli(akrilamit/tannik asit) (p(AAm/TA)) hidrojelleri kontrol amaçlı sentezlenmiştir. Hazırlanan hidrojellerin 37,5 oC'de farklı pH'larda şişme testleri, PBS ortamında hidrolitik bozunma davranışları ve TA salımları incelenmiştir. P(AAm/m-Coll) esaslı hidrojellerin SEM, TGA, FT-IR analizleri ile karakterizasyonları yapılmıştır. Sentezlenen hidrojellerin toplam fenol miktarı ve troloks eşdeğeri antioksidan kapasite tayini ile antioksidanlık testleri yapılmıştır. Ayrıca hazırlanan hidrojellerin üç farklı bakteriye karşı antimikrobiyellik testleri yapılmıştır. Sitotoksisite testleri fibroblast ve akciğer kanser hücreleri kullanılarak p(AAm/m-Coll) esaslı hidrojellerin değişik konsantrayonlarında süspansiyon çözeltilerine karşı WST-1 testi ve apaptoz ve nekroz tayini içinde ikili boyama testi yapılmıştır. Bu testlerden p(AAm/m-Coll) hidrojelleri p(AAm)'e göre daha çok hücre canlılığı sağladığı bulunmuştur. Sonuç olarak, kollajen esaslı polimer matriksler kolayca hazırlanabilen, biyomedikal uygulamlar için uygun şişme özelliğine sahip, antimikrobiyel hale getirilebilen, biyouyumlu olan, ilaç ve aktif madde salımı sistemi olarak da kullanılabilen yapılar olarak dizayn edilebilmiştir. Bu sebeplerden dolayı kollajen esaslı polimer matriksler yara kaplama uygulamalarında ve diğer bazı biyomedikal alanlarda büyük potansiyel sahiptir.

Özet (Çeviri)

Collagen is the main protein that constitutes hides. In the doctoral thesis, collagen based hydrogel composites were produced using synthetic monomers in two ways. The potential biomedical applications of the obtained composite hydrogels were investigated. In the first method, hydrogel composite synthesis was completed via redox polymerization by mixing acrylamide (AAm) and 2-hydroxy ethyl methacrylate (HEMA) monomers separately with neutralized collagen particles obtained by treatment with aqua regia (1 mol nitric acid and 3 mol hydrochloric acid mixture). Poly (acrylamide) (p(AAm)) and poly (2-hydroxy ethyl methacrylate) (p(HEMA)) are prepared for the control purpose. The prepared poly(acrylamide/Coll) (p(AAm/Coll)) and poly(2-hydroxy ethyl methacrylate/Coll) (p(HEMA/Coll)) and p(AAm) and p(HEMA) hydrogels morphological structure was determined with a scanning electron microscope (SEM) whereas their thermal behaviors were analyzed via thermogravimetric analyzer (TGA). Furthermore, the swelling behaviors of the hydrogels were examined in distilled water. The Comet test for cytotoxicity determination and MTT assay for genotoxicity were completed for the synthesized hydrogels by using lymphocyte cells. Some drugs such as trimethoprim, gallic acid and naproxen were loaded into the hydrogels in ethanol and water and in vitro release studies were examined in PBS at 37.5 oC. To gain antimicrobial properties for potential wound healing applications, copper (Cu) and silver (Ag) were loaded into the synthesized hydrogels and then Cu and Ag metal nanoparticles were formed within the hydrogels. The composite hydrogels obtained were tested for antimicrobial ability against various bacteria. In the second part of the study, collagen was modified with tannic acid (TA) to prepare modified collagen (m-Coll). By mixing AAm monomer and and m-Coll, poly (Acrylamide/m-Coll/) p(AAm/m-Coll) macro hydrogels were synthesized. Poly(acrylamide/tannic acid) (P(AAm/TA)) hydrogels were synthesized for control purposes. The swelling analysis, hydrolytic degradation behavior and TA release studies of the prepared hydrogels were investigated in PBS at 37.5 oC in a shaking bath at different pH values. P(AAm/M-coll)-based hydrogels were characterized by SEM, TGA and FT-IR analysis. Synthesized hydrogels were tested for antioxidant ability using the total phenol capacity and trolox equivalent antioxidant capacity test. Furthermore, antimicrobial ability was tested against three kind of bacteria for the synthesized hydrogel matrices. By using fibroblast and lung cancer cells, with different concentrations (0–200 µg/mL) of p(AAm/m-Coll)-based hydrogel suspension solutions, WST-1 cytotoxicity test and the double staining method for apoptosis and necrosis were completed. From the test results, the p(AAm/m-Coll) hydrogel had greater % cell viability than p(AAm) hydrogel. In conclusion, collagen-based polymeric matrices were designed to be easily synthesized, with suitable swelling capacity for biomedical applications, with induced antimicrobial ability, biocompatibility, and utility as a drug release system for therapeutic agent and drug release. For all these reasons, it was determined that collagen-based hydrogel matrices have great potential for wound healing applications and in other biomedical fields.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    756801

    Doku mühendisliği uygulamalarına yönelik fibroin esaslı modifiye iskelelerin hazırlanması ve karakterizasyonu

    Preparation and characterization of fibroin based modified scaffolds for tissue engineering applications

    SALMA. A.TAHER MOHAMED

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    BiyokimyaKastamonu Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ NURAY EMİN

  2. Tez No

    676980

    Bitki ekstraktlarından elektroçekim yöntemiyle nanolifli membran üretimi üzerine bir çalışma

    A study on nanofibre membrane production from herbal extracts by electrospinning method

    NİLŞEN SÜNTER EROĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Tekstil ve Tekstil MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SUAT CANOĞLU

    PROF. DR. METİN YÜKSEK

  3. Tez No

    394111

    Günümüzde kullanılan rezin esaslı kompozitlerin sitotoksisitesi ve kök hücrelerin farklılaşma potansiyeline etkisinin in vitro olarak incelenmesi

    In vitro evaluation of the effetcs of recently used resin based composites on cytotoxicity and differentiation potential of stem cells

    EZGİ ÇEKMEGELİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Diş HekimliğiMarmara Üniversitesi

    Pedodonti Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SERAP AKYÜZ

  4. Tez No

    895134

    Deri sanayi budama atıklarından kolajen hidrolizat/kitosan/polivinil alkol esaslı biyokompozit filmlerin üretimi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of collagen hydrolyzate/chitosan/polyvinyl alcohol based biocomposite films from leather i̇ndustry trimming wastes

    ECE EKİNCİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Deri MühendisliğiEge Üniversitesi

    Deri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET ASLAN

    PROF. DR. BUĞRA OCAK

  5. Tez No

    149521

    Kollagen ve polimer bazlı biyomateryal eldesi ve değerlendirilmesi üzerine bir araştırması

    A research on production and utiusation of collagen and polymer based biomaterial

    DENİZ ÇELİK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2004

    Deri MühendisliğiEge Üniversitesi

    Deniz Jeolojisi ve Jeofiziği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZCAN SARI

Geri Dön