Yara iyileşmesinde skar doku oluşumunu önlemek üzere yara örtü malzemesi geliştirilmesi ve in vitro ortamda değerlendirilmesi
Development of wound dressing material to prevent scar tissue formation in wound healing and evaluation in vitro
Yazar: VOLKAN YALMAN
Danışman: DOÇ. DR. NELİSA TÜRKOĞLU ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ENGİN KAPLAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji ve Genetik  Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Yara; mekanik, termal, elektriksel ve kimyasal zedelenmeler ya da tıbbi veya fizyolojik rahatsızlıkların altında yatan nedenler sonucu doku bütünlüğünün kaybolması olarak tanımlanabilir. Yara örtülerinin amacı, yara iyileşme sürecini hızlandırmak ve iyileşmenin kalitesini artırmaktır. Enflamasyon yara iyileşmesi için olmazsa olmazdır. Bununla birlikte enflamatuar sürecin normal ve anormal yara iyileşmesi üzerinde doğrudan etkileri vardır. Çalışmalar, hipertrofik skar oluşumunun, fibroblastların aşırı bir fonksiyonu ve yara iyileşmesi sırasında hücre dışı matrisin (ECM) aşırı birikimini içeren, anormal bir yara iyileşmesi şekli olduğunu göstermiştir. Skar dokuyu engellemek için sistemik anti-enflamatuar ilaç kullanımının proliferasyonu baskıladığı ve dolayısıyla yara iyileşmesine olumsuz yönde etki ettiği gösterilmiştir. Bununla birlikte lokal ve transdermal uygulamalarda yara direncini ve yara kontrastını azalttığı da belirlenmiştir.
Bu çalışmada yara örtü malzemesi olarak hümik asit içeren aljinat doku iskeleleri hazırlanmıştır. Hümik asit yapısındaki fenoller, karboksilik asitler ve kinonların varlığı nedeni ile antioksidan, antimutajenik, anti-enflamatuar, antifungal ve bakterisidal etkilere sahiptir. Projede, hümik asit özellikle anti- enflamatuar etkisinden dolayı tercih edilmiştir. Projede sentezlenen yara örtü malzemesinin ana iskeleti olarak aljinat kullanılmıştır. Aljinat yara örtü malzemeleri yüksek sıvı absorblama kapasitesine sahiptir. Aljinat yara örtüleri yara lezyonunun, ideal nem ve sıcaklıkta kalmasını sağlar. Bu özellikleri aljinat yara örtülerini özellikle yara eksudası fazla olan yaralar için ideal bir örtü malzemesi yapmaktadır. Bu çalışmada hümik asit ve aljinat kullanılarak sentezlenen yara örtü malzemesinde aljinat ve hümik asit molekülleri kovelent çapraz bağlanarak hümik asit-aljinat bazlı bir hidrojel elde edilmiştir.
Karakterizasyon çalışmalarında elde edilen biyomalzemenin şişme profili, degradasyon profili değerlendirilmiştir. Bununla birlikte malzemenin morfolojik özellikleri ve yüzey karakterizasyonu belirlenmiştir. Ayrıca, hücre kültür ortamında sitokinler kollajen tip 1 ve tip 3 salımı üzerine etkisi belirlenmiştir. Yara örtülerinin yüzey karakterizasyonu Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile görüntülenmiştir. Hazırlanan malzemenin insan deri hücreleri (keratinosit HaCaT hücre hattı) ve fibroblast hücreleri (L929) üzerine sitotoksisiteleri incelenecektir. Hümik asitin enflamasyon sürecine etkisi in-vitro modelleme ile belirlenmiştir. Modellemede monosit-makrofaj hücre hattı (THP-1) kullanılacaktır. Yara örtülerinin pro-enflmatuar sitokinlerden Tümör Nekroz Faktörü-alfa ve interlökin-1β salımı üzerine etkisi incelenmiştir. Hümik asitin ECM üzerine etkisinin belirlenmesi amacı ile L929 hücre hattı kullanılmıştır. L929 hücrelerinin kollajen tip I ve tip III sentez seviyeleri belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Aljinat, Hümik Asit, Yara Örtüsü, Biyouyumluluk

Abstract:
Wound; can be defined as the loss of skin or tissue integrity that is the underlying causes of medical or physiological disorders or injuries such as mechanical, thermal, electrical and chemical. The purpose of a wound cover is to stimulate the wound healing process and improve the quality of the healing. Inflammation is one of the essential step for wound healing. However, the inflammatory process has direct effects on normal and abnormal wound healing. Studies have shown that an abnormal wound healing involving hypertrophic scar formation, is the excessive function of fibroblasts and excessive extracellular matrix accumulation. The use of systemic anti-inflammatory drugs to inhibit scar tissue has been shown to suppress the proliferation phase and affects wound healing negatively. It has also been shown that it reduces wound resistance and wound contamination in local and transdermal applications.
In this study, aljinate tissue scaffolds containing humic acid have prepared as a wound dressing material. Humic acid has antioxidant, antimutagenic, anti-inflammatory, antifungal and bactericidal properties due to the presence of phenols, carboxylic acids and quinones in structure. Humic acid has been preferred thanks to its anti-
inflammatory effect. Aljinate was used as the main skeleton of the wound dressing material in the project. Aljinate wound dressing materials have high fluid adsorption capacity. Aljinate wound dressings allow wound lesions stay at ideal humidity and temperature. These properties make aljinate wound dressings an ideal dressing material, especially for those with excessive wound exudation. In this study, aljinate and humic acid molecules were covalently cross-linked to obtain a hydrogel wound dressing.
For the characterization of biomaterial, water retention capacity and degredation profile of the membranes were evaluated. Additionally, morphological and surface characterization of the material was performed. Furthermore, the effect of the hydrogel on cytokine and collagen type 1 levels were determined. The surface characterization of the wound cover was performed by Scanning Electron Microscopy (SEM). The cytotoxicity of the prepared material to human skin cells (keratinocyte (HaCaT cell line) and fibroblast cells (L929) are investigated. The effect of humic acid on the inflammatory process is determined by in vitro model. İnflammatory response was evaluated via THP-1 cell line. The effect of humic acid on ECM composition was investigated by using the L929 cell line. The collagen type I and type III levels were determined.

Keywords: Aljinate, Humic Acid, Wound Dress, Biocompatibility