KBRN ajanlarının neden oldukları yara ve yanıkların tedavisinde kullanılmak üzere hidrojel tabanlı yara bakım malzemelerinin üretimi ve uygulaması

Kimyasal, biyolojik, radyolojik ve nükleer (KBRN) savunma, algılama, sınırlama ve azaltma stratejileri aracılığıyla bireyleri ve ortamları tehlikeli etkenlerden korumaya odaklanır. KBRN etkenleri için gelişmiş malzemeler, maruziyete karşı koruma, tehditleri etkisiz hale getirme ve genel dayanıklılığı artırmada önemli bir rol oynar. Bu malzemelerden biri de savunma için kullanılan hidrojellerdir. Hidrojeller, iyi biyouyumlulukları, insan yumuşak doku hücre dışı matrisine benzer mekanik özellikleri ve doku onarım özellikleri nedeniyle önemli biyomalzemelerdir. Cilt yarası onarımında antibakteriyel işlevlere sahip hidrojeller, özellikle pansuman uygulamaları için uygundur, bu nedenle birçok yeni antibakteriyel hidrojel yara pansumanı, bileşen tasarımı, hazırlama yöntemi optimizasyonu, bakteri direncini azaltma stratejileri vb. dahil olmak üzere büyük ilgi görmüştür. Bu araştırmada yara iyileşmesini hızlandırmak amacıyla 3 adet hidrojel hazırlanmıştır. Hazırlanan hidrojellerin ilki Grafen oksit-dallı polietilenimin-gümüş nanopartikül (GO-DPEI-AgNP), ikincisi Polivinil alkol-gümüş nanopartikül (PVA-AgNP) ve Sistein-Gümüş'tür. Hidrojellerin karakterizasyonu SEM, FESEM+EDX, FTIR, XRD, UV-vis ile yapılmıştır. Hidrojellerin antibakteriyel aktivitesi E. coli ve S. aureus bakterileri kullanılarak disk difüzyon yöntemi ile belirlenmiştir. In vitro sitotoksisite çalışması keratinosit HaCaT hücre hattı kullanılarak alamar mavisi yöntemi ile IC50 değeri hesaplanarak yapılmıştır. 8-12 haftalık wistar albino sıçanlarda eksizyonel yaralar oluşturularak in vivo iyileşme potansiyeli araştırılmıştır. Son olarak yara iyileşme mekanizmasında aktif olarak rol alan COL1A1, MMP9, VEGFC, PDGFA, TIMP1 genlerinin ifade düzeyleri qRT-PCR ile analiz edilmiştir. HaCaT hücre hattı için GO-DPEI-AgNP, PVA-AgNP ve sistein-gümüş hidrojelinin IC50 değerleri sırasıyla 261.1 μg/mL, 1132.1 μg/mL ve 1307.0 μg/mL'dir. In vitro yara iyileştirme deneyinde 48 saatin sonunda yara alanı GO-DPEI-AgNP hidrojelinde %0.54 ve PVA-AgNP hidrojelinde %3.17 iken, sistein-gümüş grubunda yara bölgesinin tamamen kapandığı gözlendi. GO-DPEI-AgNP hidrojeli 24 saatin sonunda E. coli için 7,28 mm ve S. aureus için 7.30 mm'lik bir zon çapı oluşturdu. PVA-AgNP hidrojeli 24 saatin sonunda E. coli için 7.37 mm ve S. aureus için 9.42 mm zon çapı oluşturdu. Sistein-gümüş hidrojeli 24 saatin sonunda E. coli için 8.33 mm ve S. aureus için 8.44 mm zon çapı oluşturdu. In vivo yara iyileştirme deneyinin sonucunda hidrojel uygulanan gruptaki sıçanlarda yara yeri 14. günde kapandı. 14. günün sonunda GO-DPEI-AgNP hidrojel grubunda yara bölgesinin %91.07'si, Sham grubunda %23.39'u, %0.9 NaCI grubunda %28.63'ü, Bepenajel grubunda %91.24'ü, PVA-AgNP grubunda %85.92'si ve sistein-gümüş grubunda %80.96'sı kapandı. Sonuç olarak, akut yara bakımında hidrojel kullanımı önemli bir ilerlemeyi temsil etmekte ve iyileşmeyi hızlandırmak için biyouyumluluk ve kontrollü ilaç salınımı potansiyeli sunmaktadır. Araştırmalar hidrojel formülasyonlarını ve karmaşık yara ortamlarıyla etkileşimlerini iyileştirmeye devam ettikçe, bu biyomalzemelerin klinik ortamlardaki vaadi giderek daha belirgin hale gelecektir. Ancak, etkinliklerini tam olarak göstermek, uygulamalarını optimize etmek ve modern yara yönetiminde yaygın olarak benimsenmelerinin önünü açmak için daha kapsamlı klinik çalışmalara ihtiyaç vardır. Anahtar Sözcükler: Antibakteriyel Hidrojel; Cysteine, Grafen Oksit; Gümüş Nanopartikül; PVA