Düşük ve orta molekül ağırlıklı kitosan esaslı hidrojellerin sentezi, karakterizasyonu ve biyobozunurluk özelliklerinin incelenmesi

En büyük avantajı, yenilenebilir bir kaynak ve çevre dostu doğal bir biyopolimer olan kitosan; biyouyumlu, biyobozunur, antimikrobiyal, antitümor etkisi, iyi absorpsiyon kapasitesi ve toksik olmaması gibi sayısız eşsiz özelliğiyle son yıllarda oldukça ilgi gören ve gıdadan kozmetiğe, tarımdan birçok medikal uygulamaya kadar güvenle tercih edilen bir biyomalzeme olmuştur. Çevresel kaygıların ve çevre dostu yenilenebilir kaynaklara ihtiyacın arttığı bugünlerde, ülkemizde çok büyük pazar payına sahip olan deniz ürünleri endüstrisinin neden olduğu bu atıkların geri kazanımıyla yüksek katma değerli ürünlerin üretilmesi ciddi önem arz etmektedir. Bu tez çalışmasında, tüm bu avantaj ve karakteristik özelliklerinden yararlanarak, gluteraldehit ile çapraz bağlı kitosan hidrojellerin hazırlanması amaçlanmıştır. Kitosanı karakterize eden en temel parametrelerden biri olan molekül ağırlığın ve farklı çapraz bağ konsantrasyonunun, sentezlenen hidrojellerin mekanik, morfolojik ve termal özelliklerine etkisi yapılan deneysel çalışmalarla detaylıca incelenmiştir. Başarıyla sentezlenen ve çözünürlükten su absorplama kapasitesine, mekanik dayanımdan in vitro bozunma profiline kadar hem yapısal hem termal özellikleri incelenen kitosan hidrojellerin yara örtüleri, doku mühendisliği ve ilaç salım uygulamaları, tarımsal sulama vb. alanlarda kullanımına olanak sağlayacak birkaç uygun özelliği sunulmuştur. Kitosana göre ağırlıkça %1, %3, %5, %7 ve %10 oranında gluteraldehit (GA) ile çapraz bağlanarak hazırlanan jellerin analizleri, düşük ve orta molekül ağırlık için karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Tüm hidrojellerin FTIR spektrumları incelenmiş, kitosan ve GA'nın Schiff reaksiyonunu doğrulayan imin bağlarının (C=N) oluştuğu görülmüştür. Absorpsiyon çalışmalarında, kitosandaki amino gruplarının protonasyonu nedeniyle en yüksek şişme değerlerine pH 2,0 ortamında ve %1 GA içeren jellerde ulaşıldığı görülmüştür. Bu sonuçlar SEM ve optik mikroskop görüntüleri ile desteklenmiştir. DSC-TGA analizleri; kitosanın termal bozunmasının üç aşamada gerçekleştiğini ve jel matrisi içerisindeki GA oranının artmasıyla bozunma sıcaklıklarının bir miktar düştüğünü göstermiştir. Artan molekül ağırlığı ve çapraz bağ oranıyla hidrojellerin basma modül değerlerinde artış olduğu, yanı sıra bu durumun daha kararlı hale gelerek yapısal bütünlüğünü koruyan kitosan hidrojellerin bozunma hızını azalttığı görülmüştür. Bu durumun; yavaş ve kontrollü bozunmanın arzu edildiği salım çalışmalarında avantaj sağlayacağı düşünülmektedir. Mevcut sonuçlar; sentezlenen kitosan hidrojellerin özellikleri, işlevi ve kullanım alanlarının belirlenmesinin tek bir değişkene bağlı olmayıp molekül ağırlığı ve çapraz bağlayıcı konsantrasyonu yanı sıra ortam pH'ı, sol içeriği, kitosan molekülündeki (CH3CONH2) asetamit gruplarının dağılımı, hazırlanma formu vb. parametrelerin de doğrudan etkili olduğunu ortaya koymuştur. Dolayısıyla, arzu edilen özelliklere uygun kitosan hidrojelin geliştirilmesinde optimum değerlerin sağlanması oldukça önemlidir.