Biyomedikal uygulamalar için grafen oksit/polimer kompozitlerinin hazırlanması

Kemik dokusu kendini onarma yeteneğine sahip olsa da yaralanma ya da hastalık sonucu ortaya çıkan büyük kemik hasarlarının tedavisi mümkün olmamaktadır. Geleneksel biyolojik greftlere alternatif bir çözüm olan kemik doku mühendisliği yaklaşımında, hasarlı dokunun yenilenmesi sürecinde görev alan hücrelerin çoğalabilmesi için gerekli mekanik ve biyolojik desteği sağlayan biyobozunur polimerlerden üretilen doku iskeleleri kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, grafen oksit ile takviye edilmiş, poli(L-laktik asit) (PLLA)/poli(ε-kaprolakton) (PCL) karışımı kullanılarak gözenekli biyobozunur kemik doku iskeleleri hazırlandı. Polimer faz içerisindeki PLLA / PCL oranı, bozunma hızları ve mekanik özellikleri göz önünde bulundurularak 50/50 (w/w) olarak seçildi. Gözenekli yapının elde edilmesi için sırasıyla partikül uzaklaştırma ve süperkritik karbondioksit yöntemleri uygulandı. Gözenek boyutunu kontrol altında tutmak için 150-250 µm çapında sodyum klorür kristalleri kullanıldı. Grafen oksitin polimer faz içerisinde homojen olarak dağıtılmını sağlamak amacıyla iki farklı yöntem ve çözücüden yararlanıldı. İlk yöntemde grafen oksit, plakalarının açılması için liyofilizasyon işlemine tabi tutuldu ve doku iskelelerinin üretimi için çözücü olarak kloroform kullanıldı. İkinci yöntemde ise grafen oksit 1,1,1,3,3,3-hekzafloro-2-propanol (HFIP) çözücüsü içerisinde dağıtıldıktan sonra doku iskeleleri üretildi. Her iki yöntemle %2-5-7 (w/w) oranında grafen oksit içeren doku iskeleleri hazırlandı ve bu doku iskelelerinin özellikleri grafen oksit içermeyen doku iskeleleri ile karşılaştırıldı. Doku iskelelerinin morfolojik özellikleri taramalı elektron mikroskopu (SEM) ve mikro bilgisayarlı tomografi (micro-CT) ile incelendi. Elde edilen sonuçlar doku iskelelerinin yüksek porozite ve gözenekler arası bağlantılara sahip olduğunu gösterdi. Grafen oksitin polimer faza ait kristallik özelliklerine etkisi X-ışını difraksiyonu (XRD) yöntemi ile incelendi ve grafen oksit miktarındaki artış ile polimer faza ait kristallik piklerinin şiddetinin arttığı gözlendi. Doku iskelelerinin termal özellikleri diferansiyel taramalı kalorimetre ile incelendi ve polimer fazın termal özelliklerinin grafen oksit miktarından bağımsız olduğu görüldü. Son olarak doku iskelelerine ait mekanik özellikler basma testi ile tayin edildi. Liyofilize grafen oksit ile hazırlanan doku iskelelerinde mekanik mukavemet grafen oksit miktarı ile ters orantılı değişirken, HFIP kullanılarak hazırlanan doku iskelelerinin mekanik dayanımının grafen oksit miktarı ile arttığı gözlendi.