Biyomedikal uygulamalarda kullanım amaçlı polimer kompozitlerin geliştirilmesi
Development of polymer composites for use in biomedical applications
Yazar: BEYZA SARICAOĞLU
Danışman: PROF. DR. HANDE ÇELEBİ
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Doku-yapı = Tissue-structure ; Kopolimerler = Copolymers

Özet:
Bu çalışmada, FDA onaylı Poli (laktik-ko-glikolik) asit (PLGA) polimeri sentezlenmiştir. Laktit (L) ve glikolit (G) dimerlerinin kopolimeri olan PLGA doku mühendisliği uygulamalarında sıklıkla tercih edilmektedir.Fourier dönüşümlü infrared (FTIR) ve nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopisi ile karakterize edilerek kimyasal yapısı doğrulanmıştır.Termal özelliklerini belirlemek için termogravimetrik analiz (TGA) ve diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) analizleri, çekme özelliklerini değerlendirmek için ise çekme testi yapılmıştır. Çözücü döküm/partikül uzaklaştırma yöntemi ile doku iskelesi üretimi yapılmıştır. Farklı oranlarda silanlı 45S5 biyoaktif cam (BG) ve nanoselüloz (NC) ilavesi yapılarak PLGA'nın zayıf mekanik özellikleri ve kemik doku için yetersiz apatit oluşumu iyileştirilmeye çalışılmıştır. Öncelikle ikili kompozitler ve sonrasında PLGA/sBG/NC üçlü kompozitler hazırlanmıştır. Elde edilen doku iskelelerinin taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile morfolojik yapıları incelenmiş, gözeneklilik oranları hesaplanmış ve gözenek çap dağılımları belirlenmiştir. Gerçekleştirilen basma testi sonucunda PLGA 9/20 sBG/15 NC numunesinin en yüksek dayanım ve Young modülü değerine, sırası ile 15,062±0,057 MPa ve 0,495±0,007MPasahip olduğu belirlenmiştir. BG katkısı arttıkça apatit oluşumun; NC katkısı arttıkça ise hidrolitik bozunmanın arttığı görülmüştür. Son olarak üçlü doku iskelelerinin hücre kültür çalışmaları da yapılmıştır. Tüm numunelerde sitotoksik etki görülmemiştir.

Abstract:
In this study, FDA-approved Poly (lactic-co-glycolic) acid (PLGA) polymer was synthesized. It is a copolymer of lactide (L) andglycolide (G) dimers and frequently preferred in tissue engineering applications. The chemical structures were confirmed by Fourier transforminfrared (FTIR) and nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. Thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) analyzes were performed to determine their thermal properties, and tensile tests were conducted to evaluate their tensile properties.  Tissue scaffolds were produced by solvent casting/particle removal method. Silane-45S5 bioactiveglass (BG) and nanocellulose (NC) were added at differen tratios in order to improve poor mechanical properties of PLGA and insufficient apatite formation for bone tissue. Firstly PLGA/sBG and PLGA/NC binary composites and then PLGA/sBG/ NC ternary composites were produced. The morphological structures of obtained tissue scaffolds were examined by Scanning ElectronMicroscopy (SEM), porosity ratios were calculated and pore diameter distributions were determined. The compression tests stated that PLGA 9/20 sBG/15 NC sample has the highest strength and Young modulus value, which were15,062±0,057 MPa and 0,495±0,007MPa, respectively. It was observed that BG addition increased the apatite formation besides NC addition increased the hydrolytic degradation. Finally, cell culture studies ofter ternary scaffolds were performed.The cytotoxic effect was not observed in all samples.