Seramik faz içeren yumuşak doku ogmentasyon jellerinin hazırlanması ve karakterizasyonu

Travma, güneşin zararlı etkileri, beslenme yetersizliği ya da doğal yaşlanma süreciyle yumuşak dokularda zaman içinde doku kayıpları, deri veya deri altı doku atrofisi, bağ doku zayıflığı gibi çeşitli klinik durumlar ortaya çıkabilmektedir. Buna ek olarak konjenital olarak da çeşitli deri, deri altı ve bağ doku hastalıkları nedeniyle de benzer klinik durumlar görülebilmektedir. Bu klinik kusurların ortadan kaldırılabilmesi, atrofi durumunda yumuşak dokuların rejenerasyonu, deri kırışıklığı, dolgunluk veya turgor/tonus kaybının giderilmesi amacıyla sistemik olarak kullanılabilen diyet destek ürünlerinin yanı sıra deriye haricen uygulanabilen ya da deri altı dolgusu olarak kullanılabilen pek çok materyal önerilmiş ve halen yeni, etkin materyallerin üretilmesi, eski materyallerin geliştirilmesi çalışmalarına devam edilmektedir. Bu yöndeki çabalara katkı olarak bu tez çalışması ile yumuşak doku onarımı ve ogmentasyonu için özel bir formülasyonla tasarlanmış enjekte edilebilir bir deri altı implant malzemesi geliştirilmesi amaçlanmıştır. Malzeme, kalsiyum hidroksiapatit (Ca-HAp) seramik fazının, karboksimetil selüloz (CMC), gliserol ve saf sudan oluşturulan bir taşıyıcı jel içinde dağıtılmasıyla hazırlanmıştır. Sentezlenen malzeme bileşenlerinin biyouyumlu, biyobozunur ve seramik fazın biyoaktif olduğu literatürdeki birçok çalışmayı destekler nitelikte çalışmamız kapsamında da doğrulanmıştır. Geliştirilen jel formülasyonu çeşitli analitik tekniklerle kapsamlı bir şekilde karakterize edilmiştir. Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ile yumuşak doku ogmentasyon malzemesi ve bileşenlerinin kimyasal yapı analizleri gerçekleştirilirken, X-ray difraksiyonu (XRD) kullanılarak seramik partiküllerinin kristal fazları ve yapısal özellikleri belirlenmiş; termogravimetrik analiz (TGA) ile formülasyonun termal stabilitesi ve bozunma davranışları değerlendirilmiştir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile Ca-HAp partiküllerinin yüzey morfolojisi ve boyut dağılımı gözlemlenmiş, partikül boyutlarının yaklaşık 20−60 μm arasında olduğu doğrulanmıştır. Elemental analiz, hidroksiapatit yapısında Ca/P oranının 1.65 olduğunu göstererek, bu stokiyometik oranın literatürle uyumlu olarak seramik fazın nihai ürünün etkinliğine, biyouyumluluğuna ve biyoaktifliğine yaptığı katkıya işaret ettiği değerlendirilmiştir. ICP-MS analizi ile malzemenin cerrahi implant kullanımı için uygun olduğu ve ağır metal içeriği bakımından risk taşımadığı gösterilmiştir. Reolojik analizlerle, sırasıyla 2 ve 5 Hz frekansta 58.6 ve 68.9 kPa depolama modülü ve 21.7 ve 24.8 kPa kayıp modülü değerleri ortaya konmuştur. Bu veri ile malzemenin uygulanacağı anatomik bölge içerisinden göç etmeden kalabileceği ve implante edileceği dokuya eş değer nitelikteki mekanik özellikler barındırdığı değerlendirilmiştir. Geliştirilen malzeme morfolojik, kimyasal, termal ve reolojik açılardan test edildikten sonra in vitro çalışmalarla sitotoksisite analizi ile değerlendirilmiştir. Hücrelerin canlılık yüzdeleri 5 mg/mL için % 87,34 ve 10 mg/mL için % 61,38 olarak belirlenmiştir. Örneklerimizin uygun dozlarda sitotoksisite belirtisi göstermediği ve hücrelerin büyümesi ve çoğalması için uygun bir ortam yaratabileceği, mikroçevre ile etkileşimde iskele görevi görebileceği değerlendirilmiştir. MTT analizi ile biyouyumluluğu test edilen malzememiz sıçan deri altı ogmentasyon deney modelinde ticari pozitif kontrol örnekle karşılaştırılmıştır. In vivo deneylerde, sterilize edilmiş 150 μL Ca-HAp/CMC jeli sıçanların sırt derisinin altına enjekte edilerek pozitif kontrolle karşılaştırmalı olarak histolojik ve histomorfometrik açılardan değerlendirilmiştir. Histolojik bulgular, sentezlediğimiz Ca-HAp/CMC jelinin dermal kalınlık, elastik lif ve kolajen yoğunluğunda anlamlı düzeyde; kolajen yoğunluğunda kontrol grubuna oranla 120. gün sonunda %12,77, elastik fiber yoğunluğunda ise %9,64 artış sağladığını göstermiştir. Histomorfometrik analizler, bu malzemenin fibroblastik büyümeyi desteklediğini ve yeni kolajen ve elastin oluşumunu teşvik ettiğini doğrulamıştır. Özetle bu çalışma ile, özel bir formülasyonla sentezlediğimiz Ca-HAp/CMC ogmentasyon jelinin biyostimülatör etkinlik gösterdiği, aynı zamanda immünojenik ve toksik olmadığı, önemli bir yan etki ve komplikasyon profili göstermediği ve biyouyumlu olduğu doğrulanmıştır. Geliştirilen malzemenin, in vivo koşullarda implante edilen anatomik bölgeye başarılı bir şekilde entegre olduğu, fibroblastik büyümeyi desteklediği, yeni kolajen oluşumunu teşvik ederek üç boyutlu hacimsel stabilite kapasitesi gösterdiği belirlenmiştir. Sonuç olarak, formülasyonumuzun yumuşak doku onarımı ve ogmentasyonu için umut verici bir seçenek olabileceği ortaya konulmuştur.