Biyomedikal uygulamalar için kitosan esaslı hidrojellerin geliştirilmesi
Development of kitosan based hydrogels for biomedical applications
Yazar: TOLGA YİRMİBEŞOĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MİTHAT ÇELEBİ
Yalova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Polimer Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Kitosan dünyada selülozdan sonra en bol bulunan kitinden üretilen çok yönlü
bir biyopolimerdir. Kitin kabuklu deniz canlılarında, böceklerde ve mantarlarda
bulunur. Kitosan, biyobozunurluğu, antimikrobiyal, antifungal vb. özellikleri
nedeniyle biyomedikal uygulamalarda kullanılabilmektedir. Kitosan toksik olmayan,
biyolojik olarak uyumlu, biyobozunur ve antimikrobiyal bir polimerdir. Kitosan
polimeri ilaç salınım sistemlerinde, hücre salınım sistemlerinde ve ortopedi, yara
iyileşmesi, oftalmoloji, ilaç ve kemik iyileşmesinde kullanılır. Kitosan, ilaç salınım
sistemlerinde, hidrojellerde ve yara örtülerinde geniş bir uygulama alanına sahiptir.
Hücre çoğalmasını ve "histoarchitectural" doku organizasyonunu uyarır. Kitosan yara
iyileşmesinde esasen biyolojik uyumluluğu, biyolojik bozunabilirliği, antimikrobiyal
yapısı ve ayrıca bakteriyostatik ve mantar özelliklerine bağlı olarak yardımcı olur.
Kitosanın biyouyumluluk özelliğinden yararlanarak implantasyon, enjeksiyon veya
topikal göz uygulamaları gibi çeşitli biyomedikal uygulamalarda kullanılmaktadır.
Kitosan filminin, sargı olarak kullanıldığı, sağlam, strese dayanıklı, esnek, esnek ve
esnek olması gerektiği ve sargı değişiklikleri sırasında herhangi bir travma olmadan
yaraya uygulanması ve çıkarılmasının kolay olduğu saptanmıştır.
Bu tez çalışmasında kitosan esaslı hidrojellerin elde edilmesi amacıyla orta
molekül ağırlıklı kitosana çeşitli modifikasyon işlemleri gerçekleştirilmiştir.
Öncelikle, serbest amin gruplarının korunması için kitosan fitalik anhidrit ile modifiye
edilerek ftaloil kitosan elde edildi. Bir sonraki adımda, poli(etilen glikol) gruplarının
kitosanın hidroksil özellikleri ile birleştirilmesi ve amin gruplarının daha sonra
kullanılabilmesi için hidroksil grupları üzerine "aşılama" işlemi gerçekleştirildi.
Poli(etilen glikol) aşılanmasının ardından, korunmuş ftaloil grupları, amino gruplarını
reaktif formlarında tekrardan açığa çıkarılması için hidrazinlenme işlemi
gerçekleştirildi. Son adımda, PEG aşılanmış kitosanın yan zincirlerinde bulunan amino
gruplarının tiyol-en ile reaktif hale getirilmiş merkapto gruplarının yerleştirilmesini
gerçekleştirmek için NHS ile aktive edilmiş 3-merkaptopropiyonik asit ile konjüge
edilerek kitosan esaslı hidrojeller hazırlandı. Hazırlanan hidrojellerin özellikleri
karakterize edildi.
Malzemelerin karakterizasyonlaru FT-IR ve 1H NMR analizleri ile yapılmıştır.
Tiyol ile modifiye edilmiş PEG aşılanmış kitosanın toplam sülfihidril içeriği ve tiyol
ile modifiye edilmiş PEG aşılanmış kitosanın toplam tiyol içeriği, Ellman'ın metodu
kullanılarak belirlendi.

Abstract:
Chitosan is a versatile biopolymer produced from the world's most abundant
kit after cellulose. The chitin is found in shellfish, insects and fungi. Chitosan can be
used in biomedical applications due to its biodegradability, antimicrobial and
antifungal properties. Chitosan is a non-toxic, biocompatible, biodegradable and
antimicrobial polymer. Chitosan polymer is used in drug release systems, cell release
systems and orthopedics, wound healing, ophthalmology, medicine and bone healing.
Chitosan has a wide range of applications in drug release systems, hydrogels and
wound dressings. It stimulates cell proliferation and "histoarchitectural" tissue
organization. Chitosan helps in wound healing mainly due to its biocompatibility,
biodegradability, antimicrobial structure as well as bacteriostatic and fungal
properties. The polycationic structure of the chitosan and the interaction between the
positively charged chitosan and the negatively charged cell wall lead to the leakage of
intracellular components and thus the death of the harmful organism. Utilizing the
biocompatibility of chitosan, it is used in various biomedical applications such as
implantation, injection or topical eye applications. It was found that the chitosan film
was used as a dressing, it should be robust, stress resistant, flexible, flexible and
flexible, and it was easy to apply and remove to the wound without any trauma during
winding changes.
In this thesis, in order to obtain chitosan-based hydrogels, various modification
processes were carried out in the middle molecular weight chitosan. Primarily,
chitosan was modified with phthalic anhydride to protect the free amine groups and
phthaloyl chitosan was obtained. In the next step, grafting process was carried out on
the hydroxyl groups to combine the poly(ethylene glycol) groups with the hydroxyl
properties of the chitosan and the later use of the amine groups. Following
poly(ethylene glycol) inoculation, hydrazination was carried out to restore protected
phthaloyl groups in their reactive forms in amino groups. In the last step, chitosanbased hydrogels were prepared by conjugation with NHS-activated 3-
mercaptopropionic acid to carry out the introduction of thiol-en-reactive merkapto
groups of amino groups in the side chains of PEG grafted chitosan. Properties of
prepared hydrogels were characterized.
Materials characterization was done by FT-IR and 1H NMR analysis. The total
sulfhydryl content of thiol-modified PEG grafted chitosan was and the total thiol
content of thiol-modified PEG grafted chitosan was determined using Ellman's
method.