Jelatin metakriloil (GelMA) biyomakromoleküllerinin biyoyapışkan uygulama    performansları açısından sentez yöntemlerinin karşılaştırılması
Comparison of synthetic methods in terms of application performances of gelatin methacryloil (GelMA) biomacromecules
Yazar: FEYZANUR ŞENTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. AHMET ERDEM
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Biyomedikal Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Biyobozunur polimerler = Biodegradable polymers ; Doku yapıştırıcılar = Tissue adhesives ; Fotopolimerleşme = Photopolymerization

Özet:
Cerrahi uygulamalar sonrasında biyo-yapıştırıcılarının kullanımı günden güne artmaktadır. Bunun en büyük nedenleri, cerrahi yapıştırıcı veya biyo-yapışkan olarak adlandırılan bu malzemelerin yüksek biyouyumluğa sahip olması, yarayı hızlı iyileştirmesi ve iyileşme sonrası komplikasyonları azaltması olarak belirlenmiştir. Cerrahi amaçlı kullanılan ilk biyo-yapışkan siyanoakrilat bazlı yapıştırıcılardır. Fakat bu yapıştırıcıların yapıştırma özellikleri iyi olmasına rağmen yüksek toksisiteye sahip olduğu belirlenmiştir. Alternatif olarak hayvan veya insan kaynaklı fibrin yapıştırıcılar tercih edilmeye başlamıştır. Fibrin bazlı yapıştırıcılar yüksek biyouyumluluk ve düşük toksisiteye sahip olmasına rağmen kaynağına bağlı olarak bulaşıcı hastalık riski taşımaktadır.
Son zamanlarda biyo-yapışkanlar ile ilgili problemleri çözmek amacıyla birçok farklı yapıştırıcı geliştirilmeye çalışılmaktadır. Bu yeni geliştirilen yapıştırıcılar arasında en dikkat çekini ise biyouyumluluğu yüksek olan jelatinin metakrilik anhidrit (M) ile reaksiyonuyla sentezlenen jelatin metakrilat (GelMA) makro monomerleridir.
Biz bu tez çalışmasında metakrilik anhidrit (M) kullanılarak geleneksel olarak sentezlenen GelMA-M makro monomerlerinin 2-izosiyanoetil metakrilat (I) veya glisidil metakrilat (G) ile sentezlenerek, ilk defa sentez yöntem farklılığının biyo-yapışkan uygulama performanslarına etkisi incelenmiştir. Bu kapsamda sentezlenen makro monomerlerin modifikasyon oranları 1H-NMR yardımıyla hesaplanmıştır. Bu makro monomerlerin farklı oranlarıyla hazırlanmış kompozisyonların görünür ışıkla çapraz bağlanmasıyla elde edilmiş hidrojellerin mekanik, şişme ve yapışma özelliklerinin yanında biyolojik özellikleri de belirlenmiştir.  Bu analizler sonucunda alternatif olarak sentezlenen GelMA-G ve GelMA-I hidrojellerinin geleneksel GelMA-M hidrojelinden daha yüksek mekanik mukavemete ve yapışma performansına sahip olduğu görülmüştür. Özellikle GelMA-I bazlı hidrojellerin biyouyumluluklarıyla birlikte en yüksek performansı gösteren malzeme olduğu belirlenmiştir.  
Bu çalışmada geliştirilen yeni biyo-yapışkanların farklı potansiyelleri araştırılarak  diğer çalışmalar için bir öncü olması hedeflenmektedir.

Abstract:
The use of bio-adhesives after surgical applications is increasing day by day. The main reasons for this are the high biocompatibility of these materials, called surgical adhesives or bio-adhesives, rapid healing of the wound and reducing post-healing complications. They are the first bio-adhesive cyanoacrylate based adhesives used for surgical purposes. However, although these adhesives have good bonding properties, they have been found to have high toxicity. As an alternative, fibrin glues of animal or human origin have begun to be preferred. Although fibrin-based adhesives have high biocompatibility and low toxicity, they carry an infectious disease risk depending on their source.
Recently, many different adhesives have been tried to be developed in order to solve the problems related to bioadhesives. The most striking among these newly developed adhesives is gelatin methacrylate (GelMA) macro monomers, which are synthesized by the reaction of gelatin with high biocompatibility with methacrylic anhydride (M).
In this thesis, GelMA-M macro monomers traditionally synthesized using methacrylic anhydride (M) were synthesized with 2-isocyanoethyl methacrylate (I) or glycidyl methacrylate (G) and the effect of synthesis method differences on bioadhesive application performances was investigated for the first time.In this context, the modification rates of the synthesized macromonomers were calculated with the help of 1H-NMR. Besides the mechanical, swelling and adhesion properties of hydrogels obtained by crosslinking the compositions prepared with different ratios of these macromonomers with visible light, biological properties were also determined. As a result of these analyzes, it was observed that the alternatively synthesized GelMA-G and GelMA-I hydrogels had higher mechanical strength and adhesion performance than the traditional GelMA-M hydrogel. Especially, GelMA-I based hydrogels were determined to be the material with the highest performance with their biocompatibility. 
It is aimed to be a pioneer for other studies by investigating the different potentials of the new bio-adhesives developed in this study.