Self-assembled peptide based biomaterials for drug delivery and regenerative medicine

Moleküler kontrollü kendiliğinden bir araya gelme, farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip yeni nesil malzemelerin üretilmesinde kullanılan doğadan esinlenerek geliştirilmiş bir yöntemdir. Günümüzde bu malzemeleri oluşturan moleküler düzeyde kontrol edilebilir yapı taşları; kimya, biyoloji ve malzeme bilimi gibi farklı bilimsel disiplinlerin ortak yaklaşımlarıyla geliştirilmektedir. Doğada bulunan yapı taşları içerisinde, peptit molekülleri kendilerini oluşturan amino asitler arasındaki kovalent olmayan etkileşimler yardımıyla programlanarak; dinamik ve çevresel etkilere duyarlı çeşitli biyomalzemelerin nano veya makro düzeydeki inşasında kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, doğadaki akıllı tasarımlardan esinlenerek geliştirilmiş kendiliğinden bir araya gelerek elde edilen peptit tabanlı farklı biyomalzemelerin üretilmesi, malzeme özelliklerinin belirlenmesi ve farklı biyomedikal alanlardaki uygulamaları sunulmuştur. İlk kısımda, moleküler kontrollü bir araya gelme prensipleri, bu özelliğe sahip peptit tabanlı yapı tasarım stratejileri ve bu yapıların oluşturdukları malzemeler için kullanılan yeni nesil karakterizasyon yöntemleri literatürdeki örnekler ışığında tartışılmıştır. İkinci kısımda, nörodejeneratif hastalıklara sebep olan amiloid peptit yapılarından esinlenerek tasarlanan peptit moleküllerinin kendiliğinden bir araya gelme davranışları, fizyolojik koşullarda oluşturdukları nanofiber ve supramoleküler jellerin malzeme özellikleri ve biyouyumlulukları incelenmiştir. Üçüncü bölümde, kemoterapötik ilaçların lokal bölgelere taşınımı hedefleyen supramoleküler peptit amfifil nanofiber jellerin geliştirilmesi, kontrollü ilaç salım davranışları ve ilaç taşıma sistemi olarak uygulanabilirliği in vitro ve in vivo koşullarda incelenmiştir. Dördüncü kısımda, peptit amfifil ağsı nanofiberleri ve kimyasal çapraz bağlanmış PEG ikili yapı iskelesi içeren biyoaktif doğal ekstraselüler matriks benzeri biyomalzemelerin, kompozit malzeme stratejisi kullanılarak geliştirilmesi incelenmiştir. Hücre-biyomalzeme etkileşimleri ve rejeneratif tıp alanında uygulaması, 2 ve 3 boyutlu in vitro hücre kültür ortamında test edilmiştir.