PMMA-co-PHEMA, PMMA-co-PnBMA ve PnBMA-co-PHEMA kopolimerlerinin sentezi, karakterizasyonu ve lens materyali olarak kullanımının araştırılması

Kontakt lens kullanıma en uygun çeşitleri yapabilmek ve biyomedikal alanlarda uygulaması olan materyallerin sentezi ve fiziksel özelliklerinin geliştirilmesi için araştırmalar yapılmaktadır. Monomerlerin çeşitli kombinasyonları bu materyallerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini değiştirebilmektedir. Bu çalışma kapsamında, hem lens materyali olan hem de biyomedikal ve teknoloji alanlarında uygulaması olan polimetilmetakrilat (PMMA), polihidroksietilmetakrilat (PHEMA) ve poli(n-butilmetakrilat) (PnBMA) polimerlerini farklı kombinasyonlarda ve bileşimlerde içeren PMMA-co-PHEMA (PMMA/PHEMA: 1/1; 1/2; 2/1), PMMA-co-PnBMA (PMMA/PnBMA: 1/1; 1/2; 2/1) ve PnBMA-co-PHEMA (PnBMA/PHEMA: 1/1; 1/2; 2/1) rastgele kopolimerleri Azobisizobütironitril (AIBN) başlatıcısı kullanılarak geleneksel radikalik polimerleşme yöntemi ile sentezlendi. Sentezlenen kopolimerlerin karakterizasyonu; Azaltılmış Tam Yansıma Fourier Dönüşümlü İnfrared Spektroskopi (ATR-FTIR), Nükleer Magnetik Rezonans Spektroskopisi (1H-NMR), Jel Geçirgenlik Kromatografısi (GPC), Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC), Termogravimetrik Analiz (TGA) teknikleri ile yapıldı. Film formda hazırlanan kopolimerlerin UV-VİS ölçümleri, dalga boyuna bağlı (325-700 nm) olarak yapılarak, optik bölgede kırma indisleri (RI) hesaplandı. Kopolimerlerin denge su içerikleri (EWC) gravimetrik yöntemle (24 saat ve 48 saat sonra) belirlenerek, oksijen geçirgenlik (Dk) değerleri hesaplandı. Homopolimerlerin ve kopolimerlerin FTIR spektrumları karşılaştırılarak, kopolimerizasyon oluşumu moleküler düzeyde gözlendi. GPC sonuçlarına göre; polimerizasyonun başarılı olduğu bulundu. Kopolimerlerin 1H NMR spektrumları kopolimerizasyonun başarılı bir şekilde gerçekleştiğini göstermiştir. DSC termogramlarından camsı geçiş sıcaklıkları (Tg) bulunarak, kopolimer yapılarının oluştuğu belirlendi. TGA sonuçları kopolimerlerin yüksek sıcaklık değerlerine kadar termal olarak kararlı olduğu göstermektedir. Tüm örnekler için görünür bölge optik geçirgenlik oldukça yüksek bulundu. PMMA-co-PHEMA ve PMMA-co-PnBMA kopolimerlerinin UVA (325-400 nm) geçirgenliğinin oldukça yüksek olmasından dolayı, kopolimerlerde UVA ışınlarına karşı korumayı sağlayacak ek kimyasalların kullanımının gerekli olabileceği sonucuna varıldı. Kopolimerlerin RI değerlerinin literatürdeki lens materyalleri için bulunanlarla uyumlu olduğu görüldü. PMMA-co-PnBMA kopolimerlerinde EWC değerlerinin çok düşük olması, bu kopolimerlerinin kontakt lens materyali olarak kullanılamayacağını göstermiştir. Bu sonuçlardan yola çıkarak, PMMA-co-PnBMA kopolimerlerinin kemik çimentosu ve dental komposit resin olarak kullanılmasının daha doğru olacağı, ancak kontakt lens materyali olarak kullanılacaksa bazı su tutucu ek monomerlerle yeni kopolimerlerin oluşturulması önerilmektedir. PMMA-co-PnBMA kopolimerlerinde çok düşük su tutma kapasitesi bulunmuştur. Bu durumda kontakt lens materyali olarak önerilmesi pek doğru olmayacaktır. PnBMA-co-PHEMA kopolimerlerde 24 saat sonunda PHEMA oranı artığında (1/1 ,1/2) EWC değeri artarken PnBMA oranı (1/1 , 2/1) artığında EWC değerinin azaldığı gözlenmiştir. PnBMA-co-PHEMA kopolimerlerin görünür bölge optik geçirgenliği diğer örneklere göre daha düşük olarak ölçülürken, bu grupta en yüksek optik geçirgenlik (1/1) örneğine aittir. Nem tutuculuk (EWC) ve oksijen geçirgenliği bakımından en iyi sonuçlar PnBMA-co-PHEMA kopolimerleri için elde edilmiştir. PnBMA-co-PHEMA kopolimerlerinin UVA (325-400 nm) geçirgenliğinin diğer iki kopolimere göre daha düşük ancak kontakt lens materyali olarak kullanım için diğerleri gibi yüksek olduğu tespit edilmiştir. Dk değeri (48 saat) BH1 için 88.5 BH2 için 28.57 olarak bulunmuştur. Bu sonuçlara göre PnBMA-co-PHEMA kopolimerleri kontakt lens materyali olarak umut vadetmektedir. Böylece farklı bileşimlerdeki kopolimerlerin lens malzemesi olarak kullanımının uygunluğunun araştırılması yanında optik özelliklerine bileşimin etkisi de araştırılmış oldu. Bunlara ilaveten PMMA-co-PnBMA kopolimerlerinin film formlarına çekme deneyleri yapılarak filmlerin mekanik özellikleri incelendi. PMMA-co-PHEMA ve PnBMA-co-PHEMA kopolimerlerinin filmleri kırılgan olduğu için mekanik test uygulanamadı.