Dondurarak kurutma ve çözücü döküm-parçacık uzaklaştırma tekniği ile PCL bazlı doku iskelesinin karakterizasyonu

Doku hasarı ve doku kaybı milyonlarca insanın yaşadığı sorunlardan biridir. Yaşanılan doku hasarını ve doku kaybını onarma ve yenileme potansiyeline sahip iki farklı yöntem kullanılarak bir doku iskelesinde olması gereken optimum özelliklere sahip iki farklı doku iskelesi geliştirilmesi öngörülmüştür. İlk yöntem olan dondurarak kurutma ile üretilen doku iskelelerinin istenilen iskele özellikleri sağlaması ve çift katmanlı olması amaçlanmıştır. İkinci yöntem olan çözücü döküm ve parçacık uzaklaştırma yöntemi ile üretilen doku iskelelerinin ise istenilen iskele özellikleri sağlaması ve ilaç salınımı yapılması amaçlanmıştır. Doku hasarını ve doku kaybını iyileştirmek için biyolojik olarak parçalanabilen doku iskeleleri üretilmesi amaçlanmıştır. İskelelerin üretiminde ana malzeme olarak polikaprolakton (PCL) tercih edilmiştir. PCL doku oluşumu için biyouyumlu ve biyobozunur bir polimerdir. Dondurarak kurutma yönteminde PCL'nin yapısına destek olabilmesi için Kitosan (CHI) yardımcı polimer olarak tercih edilmiştir. Oluşan bu yapıya destek sağlamak ve çift katmanlı bir yapı oluşturması için farklı oranlarda karbon nanotüp (CNT) eklenmiştir. Çözücü olarak asetik asit (AA) tercih edilmiştir. Bu biyomalzemeler kullanılarak dört farklı çözelti hazırlanmıştır. Çözeltilere dondurarak kurutma (liyofilizasyon) yöntemi uygulanmıştır. Hazırlanan çözeltiler -20°C'de dondurulmuştur. Donmuş çözeltiler daha sonra liyofilizasyon işlemi için basıncın vakum pompasıyla düşürüldüğü liyofilizatöre yerleştirilmiştir ve -60°C'de on gün bekletilmiştir. Liyofilizatörden çıkan numuneler iki gün kurumaya bırakılmış ve kuruduktan sonra çift katmanlı doku iskelelerinin üretimi tamamlanmıştır. Üretilen çift katmanlı doku iskelelerinin gözenek yapılarını incelemek için SEM, organik ve inorganik bileşikleri karakterize etmek için FTIR, iskelelerin kimyasal yapılarını doğrulamak için XRD, iskele yüzeylerinin ıslanabilirliğinin kontrolü için temas açısı ve serbest yüzey enerjisi analizleri incelenmiştir. SEM ile yüzeylerin gözenekliliği belirlenmiştir. FTIR analizi ile malzemeler için karakteristik pikler görülmüştür. XRD ile PCL karakterize edilmiştir, temas açısı ve serbest yüzey enerjisi analizi ile iskelenin ıslanabilirliği ölçülmüştür. Temas açısı ölçümü ile iskelenin hidrofilik olduğu tespit edilmiştir. Literatür taramalarında doku iskeleleri dokuya yapışması için en az 40 mN/m yüzey enerjisine sahip olması gerektiği tespit edilmiştir. Serbest yüzey enerjileri 40 mN/m'nin üzerindedir. Analiz sonucunda başarılı bir şekilde çift katmanlı bir doku üretildiği tespit edilmiştir. İkinci çalışmada ise PCL'ye ek olarak Polietilen Glikol (PEG) kullanılmıştır ve çözeltiye farklı oranlarda Polilaktik Asit (PLA) eklenmiştir. Çözücü olarak bu polimerlerin ortak çözücüsü olan kloroform tercih edilmiştir. Farklı oranlarda polimerler ile dört farklı çözelti hazırlanmıştır. Hazırlanan bu çözeltilere çözücü döküm ve partikül uzaklaştırma yöntemi uygulanmıştır. Çözeltilere toplam 24 g tuz (NaCl) eklenmiş ve manyetik karıştırıcıda 15 dakika karıştırılmıştır. Çözeltiler, 24 saat boyunca bir çeker ocak içinde serbest bırakılmıştır. Daha sonra çözeltilere distile su ilave edilerek 60 saat suda bekletilmiştir. Çözeltilerin suda bekletilmesi NaCl ve PEG'i çözmek için tasarlanmıştır. Daha sonra sudan alınan numuneler iki gün boyunca havada kurutulmuştur ve dört farklı doku iskelesi üretimi tamamlanmıştır. Üretilen doku iskelelerinin gözenek yapılarını incelemek için SEM, organik ve inorganik bileşikleri karakterize etmek için FTIR, su tutma kapasiteleri için şişme analizi, iskele yüzeylerinin ıslanabilirliğinin kontrolü için temas açısı ve serbest yüzey enerjisi ve ilaç taşınmasını gözlemlemek için ilaç salınım analizi yapılmıştır. SEM analizinde iskelenin gözenekleri nanometre ve mikrometre boyutlarındadır. İskelelerdeki gözeneklilik NaCl porojenleri ve PEG ile sağlanmıştır ancak SEM görüntüleri incelendiğinde porojenlerin tamamının iskelelerden uzaklaştırılamadığı görülmüştür. FTIR spektrumunda bileşenlerin tüm karakteristik pikler görüldüğü gözlemlenmiştir. PCL oranı en yüksek doku iskelesinde en az su emme gözlenmiştir. Yapılan ölçümlerde 60. dakikadan sonra şişme oranında azalma meydana geldiği tespit edilmiştir. En iyi temas açısına sahip doku iskelesi ise %14PCL/PEG içeren doku iskelesidir. Literatür taramalarında doku iskeleleri dokuya yapışması için en az 40 mN/m yüzey enerjisine sahip olması gerektiği tespit edilmiştir. Dört doku iskelesi içinde ölçülen değer 40 mN/m'ye yakın değerler elde edilmiştir. Yapılan ilaç salınımı analizi sonucu çizilen doku iskelelerinin %DOX salınımı grafiğine bakıldığı zaman ilacın 1. saatten itibaren dört numune içinde salınım yaptığını 720. saatte %100'e ulaştığı gözlemlenmiştir. Doku iskelesinde kullanılan iki farklı yönteme bakıldığında dondurarak kurutma yöntemi ile üretilen iskele yapısının istenilen iskele yapısına daha yakın olduğu tespit edilmiştir. Çözücü döküm ve parçacık uzaklaştırma yönteminde PCL'nin yanında PLA'nın kullanılması üretilecek iskelenin hidrofobik özelliğini arttırmıştır. Bu tez çalışmasında hem malzeme açısından hem de yöntem açısından dondurarak kurutma yöntemi ile istenilen amaca en uygun doku iskelesi üretimi sağlanmıştır.