Biyomedikal termoplastik nişasta kompozitlerinin üretiminde buğday nişastası ve polimerik katkıların etkinliğinin incelenmesi

Biyomalzeme olarak, doğal polimerlerin varlığı, biyomedikal bilim araştırmalarının gelişimi ve ilerlemesi üzerinde önemli bir etkinliğe sahiptir. Nişasta, doğada bol bulunan, uygun maliyetli, biyobozunur, biyouyumlu ve toksik olmayan doğal bir polimerdir ve doku mühendisliği ve farmasötik çeşitli deney alanlarında kullanım potansiyeli olan bir biyomateryal olarak kabul edilmiştir. Pratik olarak, nişasta makromolekülleri arasındaki sayısız hidrojen bağları, nişastanın artan sıcaklık koşulları altında erime noktasına ulaşmadan ayrışmasına neden olur. Bu özellik, farklı araştırma durumlarında nişasta kullanımını sınırlayabilir, ancak nişastanın termoplastik nişastaya (TPN) dönüştürülmesiyle bahsedilen sorun neredeyse çözülebilir. Araştırmanın ilk amacı olan nişastanın TPN'ye dönüştürülmesi, ham nişastanın fiziksel, kimyasal, mekanik ve fonksiyonel yeteneklerinin geliştirilmesi dir ve çalışmanın bir sonraki amacı, doku mühendisliği araştırmalarında kullanım için doğru seçenekleri seçebilmek için üretilen TPN filmlerin mekanik ve kimyasal özelliklerinde farklı tip ve oranlarda plastikleştiricilerin etkilerini değerlendirmektir. Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) onaylı gliserol ve D-sorbitol gibi plastikleştiriciler ile karıştırılarak su, ısı ve kesme koşulunda, nişasta granülleri bozulmaya uğrar ve bu da TPS olarak adlandırılan homojen bir eriyik oluşmasına neden olur. Mevcut araştırmanın son amacı, TPS filmlerinin üzerine normal insan dermal fibroblast (n-HDF) hücrelerini ekerek biyouyumluluk ve sitotoksisite özelliklerini araştırmaktır. Bu çalışmada, termoplastik buğday nişastası (TPN) filmleri, çözelti döküm yöntemi ile farklı oranlarda gliserol ve D-sorbitol ile %30 ile %70 toplam plastikleştirici ile üretilmiştir. TPS'nin gerilme mukavemetlerini ve Young modülü artırabilen yüksek amiloz içeriği nedeniyle buğday nişastası TPN filmlerini üretmek için seçildi. Filmlerin plastikleştirici oranları nişasta ağırlığına (3g) bağlı olarak %30'dan %70'e değiştirilmiştir. Mekanik ve kimyasal testten sonra, bu bakış açısıyla, öncü mekanik özellikleri nedeniyle ileri analiz için altı TPN filmi seçildi. Genel olarak, %30 ve %40 toplam plastikleştirici içeren TPN Filmler, %50, %60 ve %70 toplam plastikleştiriciler içeren filmlere kıyasla daha yüksek çekme mukavemeti, Sertliğine ve elastik modül değerleri sunmuştur. Eşit toplam plastikleştiricilere sahip TPN filmlerinde sorbitolün gliserole oranındaki artış daha yüksek dansite değerine ve termal stabiliteye yol açmıştı, ancak TPN filmlerinin nem emilimini ve hidrolitik bozunma oranını azalttı. %60 (20S-40G), %50 (20S-30G) ve %40 (10S-30G) plastikleştirici içeren üç grup film, normal insan dermal fibroblast hücrelerinin canlılık analizinin sonuçlarından hücre yapışması ve çoğalması için daha yüksek biyouyumluluk ve uygun yüzeyler sundu. Genel olarak, TPN filmleri daha düşük plastikleştirici yüzdelerinde daha iyi mekanik ve fiziksel özellikler gösterdi, aksine, hücre konusunda, plastikleştiricilerin yüzdelerindeki bir artış, daha yüksek hücre yapışmasına ve canlılığına yol açtı, dolayısıyla TPN filmlerinin biyouyumluluğunu arttırdı.