Poli(N-izopropilakrilamit) ile kaplı zeolitlerin hazırlanması ve hemostatik özelliklerinin incelenmesi
Preparation of zeolites coated with poly(N-isopropylacrylamide) and investigation of their hemostatic properties
Yazar: CANSU AKAT AYTEKİN
Danışman: PROF. DR. SEVİL YÜCEL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Travmadan kaynaklanan kontrolsüz kanama hem kan kaybının etkili kontrolü hem de hastane öncesi aşamada ileri hemostatik ajanlar kullanılarak hızlı müdahale için sivil yaşamda ve orduda önde gelen bir ölüm nedenidir. Şimdiye kadar hemostatik özelliklere sahip çok sayıda malzeme geliştirilmiştir, ancak yine de bu malzemeler de çeşitli dezavantajlara sahiptir. Bu durum ideal hemostatik pansuman arayışını kaçınılmaz kılmaktadır. Bu tez çalışmasında, poli (N-izopropilakrilamit) (PNIPAM) polimer fırçalar ile inorganik zeolit substratının yüzey modifikasyonu ile hemostatik özelliğe sahip biyokompozitlerin üretilmesi amaçlanmıştır. PNIPAM fırçaları yüzeyden başlatılan atom transfer radikal polimerizasyonu (YB-ATRP) yöntemi kullanılarak hemostatik özellikte inorganik biyokompozitler sentezlenmiştir.
Sentezlenen biyokompozitlerin yapılarının belirlenmesi için modern enstrümantal analiz yöntemleri uygulanmıştır. Kompozitlerin fizikokimyasal özellikleri ve hemostatik yetenekleri in vitro olarak incelenmiştir.
Polimerik fırça sentezinin ilk aşaması olan APTES ile modifikasyonda farklı silanlama oranları kullanılmış olup, optimize oran (1:10 3-aminopropil trietoksisilan oranı) ile başarılı sonuçlar elde edilmiş olup PNIPAM'ın zeolit yüzeyinde başarılı bir şekilde aşılandığı doğrulanmıştır. FTIR analizlerinde kompozitte APTES ve PNIPAM'ın fonksiyonel gruplarının varlığı ve parametrelerdeki artışa bağlı olarak modifikasyon ve polimerizasyonların verimliliğinin de arttığı doğrulanmıştır. TGA analizi ile modifikasyon ve polimerizasyon sonrası kütle kayıpları incelenmiş olup 1,4 ve 24 saat sonucu üretilen polimerik fırçaların kütle kaybında benzerlikler gözlemlenmiştir. Kütle kaybının en fazla görüldüğü numune 24 saatlik PNIPAM modifiyeli zeolit kompozitinin olduğu görülmüştür. Hemostatik özellikler incelendiğinde, zeolit ve polimerik fırçaların PT değerlerinin havuzdaki PT değerine göre kısaldığı gözlemlenmiştir. Zeolit ve polimerik fırçanın artan miktarlarında kan pıhtılaşma indeksi değerinin düştüğü gözlemlenmiştir. Ek olarak, zeolit ve polimerik fırçaların hemoliz gerçekleştirmediği ve biyouyumluluğu kanıtlanmıştır. Üretilen 24 saatlik PNIPAM aşılanmış zeolit hemostatik ajanlarını en iyi hemostatik ajan potansiyeline sahip olduğu bulunmuştur. Trombosit yapıştırma testinde üretilen PNIPAM modifiyeli zeolit kompozitlerinin havuzda bulunan trombositleri yapıştırmadığı gözlemlenmiştir.
Önerilen yaklaşım ve elde edilen sonuçlar, mevcut hemostatların hedeflenen yüzey modifikasyonu ve ayrıca hemostatik karakteristiklere sahip materyallerin geliştirilmesi açısından yeni tip kompozitlerin hazırlanması için faydalı olmuştur.

Abstract:
Uncontrolled bleeding from trauma is a leading cause of death in civilian life and in the military, both for effective control of blood loss and for prompt response using advanced hemostatic agents in the prehospital stage. A large number of materials with hemostatic properties have been developed so far, however, these materials also have several disadvantages. This makes the search for ideal hemostatic dressing inevitable. In this thesis, it is aimed to produce biocomposites with hemostatic properties by surface modification of the inorganic zeolite substrate with poly (N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) polymer brushes. Inorganic biocomposites with hemostatic properties were synthesized using PNIPAM brushes surface-initiated atom transfer radical polymerization method.
Modern instrumental analysis methods have been applied to determine the structures of the synthesized biocomposites. The physicochemical properties and hemostatic abilities of the composites were investigated in vitro. 
Different silanation ratios were used in the modification with APTES, which is the first stage of polymeric brush synthesis, and successful results were obtained with the optimized ratio (1:10 3-aminopropyl triethoxysilane ratio) and it was confirmed that PNIPAM was successfully grafted onto the zeolite. FTIR analyzes confirmed that the structure of changes and polymerizations increased due to the increase in the presence and effect of functional groups of composite APTES and PNIPAM. Weight losses after modification and polymerization were examined by TGA analysis, and similarities were observed in the mass loss of polymeric brushes produced after 1,4 and 24 hours. It was observed that the sample with the highest mass loss was the 24-hour PNIPAM modified zeolite composite. When the hemostatic properties were examined, it was observed that the PT values of zeolite and polymeric brushes were shortened compared to the PT value in the pool. It has been observed that the blood coagulation index value decreases with increasing amounts of zeolite and polymeric brush. In addition, zeolite and polymeric brushes have been proven to be non-hemolytic and biocompatible. It was found that the 24 hour PNIPAM grafted zeolite hemostatic agent produced had the best hemostatic agent potential. In the platelet adhesion test, it was observed that the PNIPAM modified zeolite composites produced did not adhere to the platelets in the pool.
With the proposed approach and the results obtained, it has been useful for the preparation of new types of composites for the targeted surface modification of existing hemostats, as well as for the development of materials with hemostatic characteristics.