Elektrospinning yöntemi ile jelatin/kitosan nanofiberlerin üretimi, biyomimetik hidroksiapatit ile kaplanması ve karakterizasyonu
Production of gelatin / chitosan nanofibers with electrospinning method, coating with biomimetic hydroxyapatite and characterization
Yazar: ESRA YIKAR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. NİMET KARAGÜLLE
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Doku mühendisliği = Tissue engineering ; Elektroeğirme yöntemi = Electrospinning method ; Hidroksiapatitler = Hydroxyapatites ; Jelatin = Gelatin ; Kitosan = Chitosan ; Nanolif = Nanofiber

Özet:
Bu tez çalışmasının amacı, özellikle kemik doku mühendisliği uygulamalarında 
kullanılmak üzere, jelatin ve jelatin/kitosan çözeltilerinden elde edilen nanofibröz 
doku iskelelerinin elektrospinning metodu ile üretilmesi, biyomimetik hidroksiapatit 
ile kaplanması ve karakterizasyonudur. Çözücü olarak asetik asit, formik asit ve 
diklorometan (1/7/2, hacim oranı) sisteminin kullanıldığı, çözeltiye uygulanan 
voltajın 13 kV ve polimer çözeltisini içeren şırınga ucu ile toplayıcı arasındaki 
uzaklığın 10 cm olarak sabit tutulduğu ve besleme hızının 0,3 ml/h olduğu sistemde 
jelatin polimerinin konsantrasyonu %15 - 30 aralığında değiştirilerek (%15, %20, 
%25, %30) elektrospinning yöntemi ile nanofiberleri içeren doku iskeleleri 
üretilmiştir. Ayrıca toplam konsantrasyon içerisinde jelatin ve kitosan yüzdeleri 25 
ve 5 olacak şekilde ayarlanarak elektrospinning yöntemi ile nanofibröz doku 
iskeleleri üretilmiştir. Doku iskeleleri 3 gün boyunca glutaraldehit buharında çapraz 
bağlanmış ve 3, 6, 18, 30 saat zaman aralıklarında sentetik vücut sıvısı içerisinde 
bekletilerek biyomimetik hidroksiapatit ile kaplanmışlardır. 0,3 ml/h ve 0,5 ml/h 
besleme hızı ile üretilen jelatin nanofibröz doku iskelelerinin ortalama nanofiber 
çapları 158±23 – 371±26 ve 107±14 – 395±45 nm arasında değişkenlik göstermiştir. 
Jelatin/kitosan komposizyonu ile elde edilen nanofibröz doku iskelelerinde ortalama 
nanofiber çapı 781±99 nm olarak ölçülmüştür. Sentetik vücut sıvısı içerisinde 3, 6, 
18 ve 30 saat süreler boyunca kaplanan nanofibröz doku iskeleleri incelendiğinde, 
kaplama süresi arttıkça numunelerde ağırlık artışı olduğu ve kaplama süresi arttıkça 
nanofibröz doku iskelesi yüzeyine tutunan iyonların konsantrasyonun arttığı ortaya 
koyulmuştur. In vitro degredasyon çalışmaları, farklı jelatin konsantrasyonlarındaki 
çözeltilerden üretilen nanofibröz doku iskelelerinin 7 gün sonunda tamamıyla 
degrede olmadığını ve formunu koruduğunu ortaya koymuştur. % 15 ve %30 jelatin 
konsantrasyonundaki çözeltilerden üretilen nanofibröz doku iskelelerinin 7 gün 
sonunda sırası ile %27' si ve %7,4'ü degrede olmuştur. Bu tez çalışmasında, klinik 
uygulamalarda kemik doku onarımında kullanılmak üzere, kimyasal, fiziksel ve in 
vitro degredasyon profilleri karakterize edilmiş jelatin ve jelatin/kitosan nanofibröz 
doku iskeleleri elektrospinning yöntemi ile üretilmiştir. 

Anahtar Kelimeler: Doku Mühendisliği, Elektrospinnig, Kemik Doku İskelesi, 
Jelatin, Kitosan, Hidroksiapatit

Abstract:
The aim of this thesis study is, the production of nanofibrous scaffolds obtained from 
gelatin and gelatin/chitosan solutions, their coating with biomimetic hydroxyapatite 
and characterization, espacially for use in bone tissue engineering applications. In the 
system, the concentration of gelatin polymer was changed between %15-30 
(%15,%20, %25, %30) scaffolds containing the nanofibers were produced, acetic 
acid, formic acid and dichloromethane (1/7/2, volume ratio) was used as solvent, 
applied voltage was 13kV, syringe tip to collector distance was 10 cm, feeding rate 
was 0,3 ml/h. In addidion, nanofibrous scaffolds were prepared by changing the 
geleatin/chitosan percentages in the solution as 25/5. Scaffolds were crosslinked in 
the glutaradehyde vapour for 3 days and coated with biomimetic hydroxyapatite at 3, 
6, 18, 30 hours, respectively, by incubating them in simulated body fluid. The 
avarage nanofiber diameters of the nanofibrous scaffolds changed between 158±23 – 
371±26 and 107±14 – 395±45 nm, respectively, as the feding rates were 0,3 ml/h 
and 0,5 ml/h. The avarage nanofiber dimater of the nanofibrous scaffolds prepared 
from jelatin/chitosan composition was measured as 781±99 nm. As the scaffolds 
coated in simulated body fluid for 3,6,18 and 30 hours were analysed, it was 
demonstrated that the weight of the samples and the ion concentration on the samples 
increased. In vitro degradation studies demonstrated that, at the end of 7 days, 
nanofibrous scaffolds prepared from solutions containing different gelatin 
concentrations did not degrade totaly and kept their rom. At the end of 7 days, the 
nanofibrous scaffolds prepared from solutions containing %15 and %30 gelatin 
concentrations, degraded %27 and %7,4, respectively. In this thesis study, the gelatin 
and gelatin/chitosan nanofibrous scaffolds were produced by electrospinning and 
their chemical, physical properties and in vitro degradation profiles were 
characterized to be used in bone tissue regeneration in clinical applications. 
Key Words: Tissue Engineering, Electrospinning, Bone Tissue Scaffold, Gelatine, 
Chitosan, Hydroxyapatite,