Nefes figürü yaklaşımı ile sentezlenmiş gözenekli poliüretan filmlerin hazırlanması, karakterizasyonu ve biyouyumluluklarının değerlendirilmesi
Preparation, characterization and biocompatibility evaluation of porous polyurethane films synthesized by breath figure approach
Yazar: GİZEM DABAN
Danışman: PROF. DR. EMİR BAKİ DENKBAŞ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Kimya = Chemistry
Dizin: Biyomalzemeler = Biomaterials ; Film kaplama = Film coating

Özet:
Günümüzde kullanılan çoğu biyomalzeme doğadan esinlenilerek yani biyomimik tekniğiyle geliştirilmiştir. Biyolojik sistemlere entegre edilecek malzemeler uygulamanın yapılacağı dokunun sahip olduğu morfolojik ve kimyasal özelliklerine uyum sağlamalıdır. Gözenekli yapıya sahip olmak hücre proliferasyonun sağlanması için en önemli özelliklerden biri olmuştur. Gözenekli yapı oluşumu için birçok farklı metot olmasına rağmen çoğu karmaşık ve pahalıdır. Çevre dostu, daha ucuz ve karmaşık olmayan gözenekli yapı üretim tekniklerinden birisi Nefes Figürü (Breath Figure-BF) metodudur. Biomimik tekniğiyle geliştirilen biyomalzemelerden geliştirilen ürünlerin çoğunluğunun ana malzemesini polimerler oluşturmaktadır. 60'larda biyomalzeme olarak ilk kez kullanılan poliüretan (PU) kardiyo vasküler sistemlerde kullanılan vazgeçilmesi zor biyomalzeme ham maddelerinden birisidir. 
Tez kapsamında kardiyo vasküler sistemler için ilaç taşıyıcı sistem geliştirilmesi amacıyla PU kullanılarak BF yaklaşımıyla gözenekli film sentezlenmiştir ve literatürde ilk defa böyle bir çalışma yapılmıştır. Yapılan karakterizasyonlar sonucu polimer derişimi 5 mg.ml-1 olduğunda elde etmek istediğimiz gözenek diziliminin üretimi daha verimli hale gelmiştir. Aynı zamanda BF metoduyla film sentezi sırasında bir diğer önemli parametre bağıl nem (RH) yüzdesidir ve polimerin türüne göre farklılık göstermektedir. PU'la düzenli dağılıma sahip gözenekli film en iyi %75 RH'de elde edilmiştir ve 5,10 ve 20 dk neme maruz bırakma süreleriyle morfolojik etkileri incelenmiştir. Gözenek dizilimini etkileyen bir diğer parametre olan neme maruz bırakma süresi (uygulama zamanı) PU için 10 dk olarak saptanmıştır ve %55, %60, %65, %70, %75 ve %80 RH değerlerinde morfolojik etkileri incelenerek PU için en optimum koşullar belirlenmeye çalışılmıştır. Morfolojik karakterizasyon sonucu incelenen parametreler arasında en optimum koşul polimer derişimi 5 mg.ml-1, sistem atmosferi %75 RH'de ve uygulama zamanı 10 dk olduğu koşullar olarak belirlenmiştir.
Üretilen gözenekli filmlerin kardiyo vasküler sistemler için uygunluğu insan umbilikal damar endotel hücre hattı (HUVEC) üzerinde test edilmiş ve toksik etki göstermediği kanıtlanmıştır. Statinlerden biri olan atorvastatin yüklenerek ilaç salım deneyleri gerçekleştirilmiş ve ilaç salım ajanı olarak kullanımına yönelik ümit vaad eden sonuçlar alınmıştır. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar temel alınarak BF yaklaşımıyla üretilmiş olan PU filmler biyomalzemeler alanında gelecek vaad eden bir konumdadır.

Abstract:
Most of the biomaterials used nowadays are inspired by nature, so enhanced through biomimicing. Materials entegrated to biological systems should be provide morphological and chemical properties of them. Having porous structure is one of the most important property to increase proliferation of cells. Even there are several techniques to produce porous structures, most of them are technologically complicated and expensive. There is a technique, environmental friendly and not technologically complicated, called as Breath Figure (BF) method. Source of the most biomaterials explored by biomimicing is a polymer. Polyurethane (PU) firstly used in 60's as biomaterial and it is one of the indespensable source of biomaterial in cardio vascular systems.
In the thesis, porous PU film was synthesized by BF approach to develop drug delivery system for cardio vascular system. As far known it is the first time porous PU film synthesized with the use of BF approach. As a result of characterization process the best polimer concentration is 5 mg.ml-1 to get the desired pore array. In addition, another essential parameter for the production of porous film by BF approach is relative humidity (RH) and the appropriate RH percentage depends on the type of polymer. Porous PU film with homegenous pore dispersion was best obtained at 75% RH and its morphological effects was examined at 5,10 and 20 min of humid atmosphere. The other parameter affects pore dispersion is time of humid atmosphere (exposure time) and the best value for production of porous PU film by BF approach was identified as 10 min. Morphological effect of exposure time examined at 55, 60, 65, 70, 75 and 80% RH respectively to determine the optimal curcimstance. As a result of morphological characterization the optimal curcimstances amoung the examined parameters were determined as 5 mg.ml-1 of polimer concentration, 75% RH of system atmosphere and 10 min of exposure time.
Compatibility of produced PU BF films to cardio vascular systems was tested through no toxic effects on human umblical vein cell line (HUVEC). Drug release experiments done with loading atorvastatin, one of the statins, to the films and gotten successful results. On the bases of results taken from the study PU films produced by BF approach is a promissing era to biomaterials.