Sodyum aljinatın karışımlarına dayalı hidrojellerin protein adsorpsiyon özelliklerinin incelenmesi
Investigation of protein adsorption properties of hydrogels based on sodium alginate blend
Yazar: FATMA DİLEKÇİ
Danışman: PROF. DR. DİLEK İMREN KOÇ
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Sunulan çalışmada sodyum aljinat (SA) ve poli (etilen glikol) (PEG) polimer karışım bazlı hidrojeller farklı miktarlarda çapraz-bağlayıcı kalsiyum klorür varlığında sentezlenmiş ve SA ve SA/PEG bazlı hidrojellerin biyotıp vb. uygulamalar da kullanım potansiyellerinin belirlenmesi açısından oldukça önemli olan protein adsorpsiyon davranışı incelenmiştir. SA ve SA/PEG hidrojellerin ilaç taşıyıcı ajan olarak kullanılabilirliği de model ilaç olarak belirlenen Bovine Serum Albuminin (BSA) salım davranışının in-vitro koşullarda incelenmesiyle test edilmiştir. Şişme büzüşme çalışmaları 25°C'de farklı pH'a (2.0; 4.8; 7.4 ve 9.0) sahip fosfat tampon (PBS) ortamında incelenerek adsorpsiyon ve salım davranışına en uygun hidrojel belirlenmiştir. Uygun sentez koşulları 1ml kalsiyum klorür çözeltisiyle (0.04 M), çapraz bağlı SA-1 ve SA/PEG-1 hidrojellerin de belirlenirken en yüksek şişmeye pH 4.8 ve 7.4' de ulaşılmıştır. Hidrojellere protein adsorpsiyonunun incelenmesi amacıyla, toplam plazma proteinleri içerisinde oranı en yüksek olan Bovine Serum Albumin (BSA) model protein olarak kullanılmıştır. Protein adsorpsiyonu davranışları 0,5 mg protein BSA yüklemesi yapılarak farklı koşullarda (sıcaklık, pH ve zaman) spektroskopik yöntemle incelenmiştir. En yüksek adsorpsiyon kapasitesi SA-1 bazlı hidrojelde pH 4.8'de %97,3 ve pH 7.4'de %97,7 olarak belirlenmiştir. Sıcaklığın artmasıyla adsorpsiyon oranının (%) arttığı gözlenmiştir. Hidrojellerden protein adsorpsiyonuna ait denge verileri değerlendirilerek, adsorpsiyon izotermi ve kinetik modellere uygunluğu belirlenmiştir. BSA salım sonuçları SA-1 ve SA/PEG-1 hidrojellerin, protein ilaçların kontrollü salımında kullanılabilecek uygun taşıyıcı ajan olduğunu göstermiştir.

Abstract:
In the presented study, hydrogels based on sodium alginate (SA) and poly (ethylene glycol) (PEG) polymer blend were synthesized in the presence of different amounts of cross-linking calcium chloride. The protein adsorption behavior SA and SA/PEG based hydrogels, which is very important in terms of determining the potential of use in biomedicine applications, was examined. The usability of SA and SA/PEG hydrogels as drug carriers was also tested by examining the release behavior of Bovine Serum Albumin (BSA), which was determined as a model drug, in-vitro conditions. Swelling and shrinkage studies were examined in phosphate buffer (PBS) medium with different pH (2.0; 4.8; 7.4 and 9.0) at 25°C temperature. The most suitable hydrogel was determined for protein adsorption and release behavior. The highest swelling was reached at pH 4.8 and 7.4, while the appropriate synthesis conditions were determined for cross-linked SA-1 and SA/PEG-1 hydrogels prepared by taking 1 ml of 0.04 M calcium chloride solution. Bovine Serum Albumin (BSA), which has the highest ratio among the total plasma proteins, was used as the model protein in order to examine the protein adsorption on the hydrogels. Protein adsorption behaviors were investigated by spectroscopic method under different conditions (temperature, pH and time) by loading 0.5 mg protein BSA. The highest adsorption capacity was determined as 97.3% at pH 4.8 and 97.7% at pH 7.4 in SA-1 based hydrogel. It was observed that the adsorption rate (%) increased with increasing temperature. Equilibrium data of protein adsorption from hydrogels were evaluated and its suitability for adsorption isotherm and kinetic models was determined. BSA release result showed that SA-1 and SA/PEG-1 hydrogel are suitable carriers for  the controlled release of protein drugs.