Dekstran hidrojellerin enzimatik bozunma kinetiğinin enstrümental tekniklerle incelenmesi
Investigation of enzymatic degradation kinetics of dextran hydrogels by instrumantal techniques
Yazar: MURAT ŞİMŞEK
Danışman: PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2004
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Sunulan çalışmada, farklı çapraz-bağlayıcı reaktifler varlığında polisakkarit bazlı bir polimer olan deksiran ile sentezlenen hidrojellerin biyobozunurluk davranışı incelenmiş ve sonuçlar substrata-özgü biyobozunma davranışı açısından değerlendirilmiştir. Dekstran/çapraz-bağlayıcı karışımından dekstran hidrojellerin sentezi, dekstranın hidroksil gruplarının moleküller arası yan zincir reaksiyonu ile gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, N,N'-meti!enbisakrilamid (MBAm), epiklorohidrin (ECH) çapraz- bağlayıcı reaktifleri kullanılmıştır. Reaksiyonlar, 10-40°C sıcaklık aralığında, sulu çözeltilerde, NaOH ve/veya etanol varlığında yürütülmüştür. Disk formundaki (çap=7 mm, kahnlık=3 mm) hidrojeller, şişme çalışmaları, FTIR, TGA ve SEM ile karakterize edilmiştir. Hidrojellerin elek boyutu (Q ve çapraz- bağlar arası ortalama molekül ağırlığı (Mc), Floy-Rehner teorisi kullanılarak şişme değerlerinden hesaplanmıştır. Hidrojellerin biyobozunması, plazma proteinlerinden IgG, BSA ve endodekstranaz varlığında yürütülmüştür. Jetlerin bozunma hızı ağırlık kaybını ve bozunma ürünü olan oligosakkarit salimini ölçerek tayin edilmiştir. Dekstran hidrojellerin biyobozunma sırasındaki morfolojik değişimleri SEM ile incelenmiştir. Biyobozunmanın hidrojel atomik yapısındaki etkisini anlamak için FTIR spektrumları alınmıştır. Sonuçlar, dekstran hidojellerin yığın bozunmaya uğradığını göstermiştir. Tamamen bozunma yalnızca dekstranaz varlığında gözlenmiş ve bozunma hızı dekstranaz derişiminden önemli ölçüde etkilenmiştir.Anahtar Kelimeler: dekstran hidrojeller, biyobozunma, dekstranaz, kolona-özgü ilaç salımı.

Abstract:
In the presented study, biodegradation behavior of hydrogels synthesized from polysaccharide based polymer, dextran, in the presence of different crosslinking agents were investigated and the results were evaluated for substrate-spesific enzymatic biodegradation. Synthesis of dextran hydrogels from dextran/crosslinker mixtures were carried out by intermolecular side-chain reaction of dextran hydroxyl groups. Monomeric crosslinking agents have been utilized such as N,N'-methylenebisacrylamide (MBAm), epichlorohydrin (ECH) for this purpose. The reactions were carried out in aqueous solutions at 10-40°C in the presence of NaOH and/or ethanol. Dextran hydrogels synthesized in disc form (diameter=7 mm and thickness=3 mm) were characterized by swelling studies, FTIR, TGA and SEM. Hydrogel mesh size (Q and average molecular weight between cross-links (Mc) were estimated from swelling data using the FIory-Rehner theory. Biodegradation of hydrogels was accomplished in the presence of plasma proteins, BSA, IgG and endodextranase. The degradation rate of the jels was determined by measuring weight loss and the release of oligosaccharides, which are products of degradation process. Morphological changes of dextran hydrogels during the biodegradation were observed by SEM. In addition, FTIR spectra were taken in order to understand the effect of biodegradation on the atomic stucture. The result have proved that the dextran hydrogels shows bulk degradation profile. Complete degradation was observed only in the presence of dextranase and the degradation rate was strongly affected by the concentration of dextranase.Keywords: dextran hdrogeis, biodegradation, dextranase, colon-spesific drug delivery.