Poli (2-hidroksietil-metakrilat) temelli jelatin ve amino asit içeren süpermakrogözenekli kriyojel doku iskelelerinin geliştirilmesi

Kriyojeller, birbirleriyle bağlantılı geniş gözenekleri, hidrofilik yapıları, sentezlenirken çözücü ve gözenek yapıcı olarak toksik madde gerektirmemeleri ve mekanik olarak dayanıklı olmalarının yanında esnek yapıya sahip olmaları sayesinde doku mühendisliği çalışmalarında doku iskelesi olarak kullanım avantajı sunmaktadırlar. Bu tez çalışmasında temel monomer olarak 2-hidroksietilmetakrilat (HEMA), komonomer olarak N-metakriloil-(L)-histidin metil ester (MAH) ve çapraz bağlayıcı olarak poli(etilen glikol) diakrilat (PEGDA) kullanılarak jelatin içeren süpermakrogözenekli kriyojeller hazırlanmıştır. Çalışmanı amacı PHEMA gibi geniş makrogözenekler bulunduran kriyojeli jelatin gibi doğal bir malzeme ve histidin amino asidi türevli MAH komonomeri ile birleştirip hücrelerin üzerinde tutunabileceği, canlı kalabileceği ve çoğalabileceği bir doku iskelesi yapmaktır. MAH komonomerinin ve jelatinin birlikte etkilerinin daha iyi anlaşılabilmesi için kriyojeller farklı oranlarda jelatin ve MAH içerecek şekilde hazırlanmıştır. Buna göre dört farklı özellikte; poli(2-hidroksietil metakrilat) [PHEMA], poli(2-hidroksietil metakrilat)-jelatin [PHEMA/GEL], poli(2-hidroksietil metakrilat N-metakriloil-(L)-histidin metil ester) [PHEMAH] ve poli(2-hidroksietil metakrilat-N-metakriloil-(L)-histidin metil ester)-jelatin [PHEMAH/GEL] ve değişen jelatin oranına bağlı olarak toplam sekiz kriyojel grubu oluşturulmuştur. Çalışma kapsamında hazırlanan kriyojellerin doku iskelesi olarak kullanılabilirlikleri değerlendirilmiştir. Jelatinin yapısında bulunan RGD (Arjinin-Glisin-Aspartik asit) dizisinin ve doku iskelesi yapımı çalışmalarında ilk kez kullanılan histidin amino asidi türevli MAH komonomerinin hücre çoğalması, hücre tutunması ve hücre canlılığı üzerindeki etkileri in vitro hücre kültür deneyleri ile araştırılmıştır. Kriyojellerin sentezi -18°C'de serbest radikal polimerizasyonu ile gerçekleştirilmiştir. Jelatin ve MAH polimerizasyon esnasında yapıya katılarak PHEMA kriyojele fonksiyon kazandırmıştır. Hazırlanan kriyojellerin karakterizasyon çalışmaları kapsamında; şişme özellikleri makro gözeneklilik derecesi, jelleşme verimi, şişme derecesi ve şişme oranı hesaplanarak değerlendirilmiştir. PHEMA temelli kriyojellerde jelatin oranına bağlı olarak makrogözeneklilik derecesi, şişme derecesi ve şişme oranlarında düşüş gözlenmiştir. Jelatin ve MAH'ın çalışma kapsamında sentezlenen kriyojellerin yapısına katılıp katılmadığı FTIR (Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi) ile incelenmiştir ve sonuç olarak yapıya başarılı bir şekilde katıldıkları görülmüştür. Mikro bilgisayarlı tomografi (mikro-ct) ile çalışma kapsamındaki kriyojellerin üç boyutlu karakterizasyon analizleri gerçekleştirilmiş, MAH ve jelatin içeren PHEMAH/GEL için gözenekliliğin %80,13 olduğu bulunmuştur. Farklı kriyojeller için hücrelerin canlılık özellikleri ve tutunma davranışları taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir, elde edilen görüntüler sonucunda PHEMAH/GEL kriyojellerin hücre tutunması ve dağılımı açısından daha başarılı olduğu bulunmuştur. Hücre canlılık ve biyouyumluluk deneyleri hazırlanan tüm kriyojeller için 24 ve 48. saatlerde L929 fare fibroblast hücreleri kullanılarak 3-[4,5-dimetiltiazol-2-il]-difeniltetrazolyum bromür (MTT) testi ile gerçekleştirilmiştir. Jelatin ve MAH komonomeri ile fonsiyon kazandırılan PHEMA/GEL ve PHEMAH/GEL kriyojeller için hücre canlılığının PHEMA kriyojelden daha yüksek olduğu gösterilmiştir. Hazırlanan kriyojeller arasında PHEMAH/GEL kryojellerin daha yüksek hücre canlılığı vermesiyle birlikte histidin amino asidi türevli MAH'ın hücrelerin canlılığı üzerinde arttırıcı etkisi olduğu sonucuna varılmıştır. Sonuç olarak MAH ve jelatin ile hazırlanan PHEMAH/GEL kriyojellerin doku iskelesi olarak kullanılabilir oldukları sonucuna varılmıştır.