Biyotıp uygulamaları için biyoadhezif özellikte enjekte edilebilir polimer sistemlerin geliştirilmesi
Development and characterization of bioadhesive injectable polymeric systems for biomedical applications
Yazar: HATİCE ERCAN
Danışman: PROF. DR. YAŞAR MURAT ELÇİN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Biyokimya = Biochemistry ; Biyomalzemeler = Biomaterials ; Kimya = Chemistry

Özet:
Bu tez çalışmasında, katekol ve hücre dışı matriks temelli bir biyoadhezif geliştirilerek, karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirildi. Biyoadhezif sentezi için hücresizleştirilmiş tendon matriksi ve dopamin seçildi. Çalışmanın ilk aşamasında öncelikle sığır tendon dokusu hücrelerinden arındırılarak t-HDM yapısı elde edildi. Hücresizleştirmenin etkinliğini değerlendirmek için doğal doku ve elde edilen t-HDM yapılarının DNA içerikleri karşılaştırıldı. Doğal dokunun DNA içeriği %80 oranında uzaklaştırılarak t-HDM yapısı elde edildi. Ayrıca agaroz jel elektroforezi ile hücresizleştirme işleminin etkinliği değerlendirildi.  Hücresizleştirmenin ardından t-HDM yapısı enzimatik olarak parçalanarak enjekte edilebilir forma getirildi. Enjekte edilebilir formdaki t-HDM yapısının protein ve GAG içeriğinin yüksek oranda koruduğu belirlendi. Ardından dopaminin bu yapıya konjugasyonu asidik, nötral, bazik koşullarda ve O2 varlığında ve N2 ortamında gerçekleştirildi. Dopaminin yapıya konjugasyonu FTIR, HNMR ve UV-vis analizleri ile belirlenirken yapıdaki katekol grupları Arnow metodu kullanılarak belirlendi. Karakterizasyon çalışmaları, dopamin konjugasyonu için en uygun koşulların nötral ve bazik koşullar olduğunu göstermiştir. Ardından tüm grupların yapışkanlık performansları incelendi ve en iyi yapışma performansı bazik koşullarda sentezlenen konjugatlarda görüldü. Şişme ve kütle kaybı analizleri ile, biyoadhezifin fiziksel özellikleri belirlendi. Elde edilen biyoadhezifin biyolojik uygulamalarda kullanım potansiyeli, ISO standartlarına uygun şekilde, kan uyumluluğu ve ekstraksiyon temelli in-vitro sitotoksisite testleri ile incelendi. İn-vitro sitotoksisite deneylerinde dermal fibroblast hücreleri kullanıldı ve hücre canlılığı MTT yöntemi ile analiz edildi. Tüm konjugatların sitotoksik özellik göstermediği belirlendi.

Abstract:
In this study, a catechol and extracellular matrix based bioadhesive was developed and characterization studies were carried out. Decellularized tendon matrix and dopamine were chosen for bioadhesive synthesis. In the first stage of the study, first of all, the t-ECM structure was obtained by removing cells from the bovine tendon tissue. To evaluate the effectiveness of decellularization, the DNA contents of natural tissue and the obtained t-HDM structures were compared. DNA content of the natural tissue was removed by 80%. Also the efficacy of decellularization was evaluated by agarose gel electrophoresis. After decellularization, the t-ECM structure was enzymatically digested and the injectable form was obtained. It was determined that the t-HDM structure in injectable form highly preserved the protein and GAG content. Subsequently, conjugation of dopamine to this structure was carried out in acidic, neutral, basic conditions and in the presence of O2 and in N2 environment. While the conjugation of dopamine to the structure was determined by FTIR, HNMR and UV-vis analysis, catechol groups in the structure were determined by Arnow method. Characterization studies have shown that neutral and basic conditions are the most favorable conditions for dopamine conjugation. Then the stickiness performances of all groups were evaluated and the best adhesion performance was seen in conjugates synthesized under basic conditions. Physical properties of the bioadhesive were determined by swelling and mass loss analysis. The potential of using bioadhesive in biological applications was evaluated via blood compatibility and extraction based in-vitro cytotoxicity tests in accordance with ISO standards. Dermal fibroblast cells were used for the in vitro cytotoxicity experiments, and the cell viability was analyzed by the MTT methodand It was determined that all conjugates were not cytotoxic.