Naftalan katkılı kriyojel doku iskelelerinin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of cryogel scaffolds added with naphtalan
Yazar: NUSHABA MAMMADOVA
Danışman: PROF. DR. NİMET KARAGÜLLE
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Doku mühendisliği, hastaların kaybedilen veya hasar görmüş dokularının yerine geçebilecek veya onları yenileyebilecek işlevsel dokuların üretilmesini hedefler. Bu disiplin, biyolojik dokunun yeniden oluşturulması, biyomateryallerin kullanımı, hücre-doku etkileşimlerinin yönlendirilmesi ve biyolojik doku veya organların üretimi için çeşitli teknolojileri kullanır. Doku mühendisliği, organ ve doku hasarının tedavisi için çözümler sunarken, aynı zamanda araştırmacıların hastalıkların nedenlerini ve mekanizmalarını anlamalarına da yardımcı olur. Bu nedenle, doku mühendisliği hem tedavi hem de araştırma alanında önemli bir yer tutmaktadır. Kriyojel doku iskeleleri, doku mühendisliği uygulamalarında çeşitli amaçlar için kullanılabilir. Örneğin, dokunun yeniden yapılandırılması veya ilaç salımı için kullanılabilir.
Naftalan, Azerbaycan topraklarından çıkan bir petroldur. Diğer tüm petrol türlerinden farkı içeriğinin sikloalkanlarla zengin olmasıdır. Naftalan yağının dezenfekte edici, ağrı kesici, inflamasyonu önleyici ve yara iyileştirici etkileri bulunmaktadır.
Bu çalışmada doku mühendisliği uygulamalarında kullanılmaya uygun kitosan (CH)/polivinil alkol (PVA) ve Naftalan yağı (NO) katkılı CH/PVA kriyojel doku iskeleleri kriyojelasyon yöntemi ile üretilmiştir. Hazırlanan CH/PVA çözeltilerine, Naftalan yağı toplam polimer konsantrasyonunun %10, %25, %50, %75, %100 'ü (a/a) olacak şekilde damla damla ilave edilmiştir. Naftalan yağının homojen olarak dağılması için 24 saat boyunca manyetik bir karıştırıcıda 450 rpm hızında karıştırma işlemi gerçekleştirilmiştir. Kriyojel doku iskelelerinin kimyasal yapısı Fourier dönüşümlü spektrometre (FT-IR) ile araştırılmıştır. Spektrumlar incelendiğinde Naftalan yağına özgü pikler NO katkılı kriyojel doku iskelelerinde görülmüştür. Doku iskelelerinin yüzey morfolojileri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Doku iskelelerinin gözenek çapları, yağ içermeyen ve % 100 NO katkılı örnekler için 28.746±2.74 µm ile 13.219±4.22 µm aralığında değişim göstermektedir. Şişme çalışmalarında en yüksek şişme oranı yağ içermeyen CH/PVA' da gözlemlenmiştir. Naftalan yağı oranındakı artış şişme ve degredasyon oranını azaltmıştır. En düşük şişme ve degredasyon oranı %100 NO katkılı kriyojel doku iskelesinde gözlemlenmiştir. Doku iskelelerinin mekanik performansı incelendiğinde, mekanik dayanıklılık değerinin yağ içermeyen ve %100 NO katkılı örnekler için 49±8 ile 88±12 kPa aralığında değişim gösterdiği sonucuna varılmıştır.
Bu tez çalışması, Naftalan yağı ile birleştirilmiş polimerik kriyojel doku iskelelerinin üretimini ve doku mühendisliği uygulamalarında kullanılabilecek özelliklerini amaçlamaktadır. Bu çalışma, yara iyileştirme özellikleriyle bilinen Naftalan yağı ile birleştirilen biyobozunur kriyojellerin yeni doku oluşumunu destekleyebileceğini göstermektedir. Tez çalışması sonuçları itibariyle hem literatüre katkı sağlayacak hem de yeni bir biyomalzemenin üretimine ve kullanım alanı bulmasına olanak sağlayacaktır.

Abstract:
Tissue engineering aims to produce functional tissues that can replace or regenerate lost or damaged tissues of patients. This discipline uses a variety of technologies for the reconstruction of biological tissue, the use of biomaterials, the manipulation of cell-tissue interactions, and the production of biological tissues or organs. Tissue engineering provides solutions for the treatment of organ and tissue damage, while also helping researchers understand the causes and mechanisms of diseases. Therefore, tissue engineering has an important place in both treatment and research. Cryogel scaffolds can be used for a variety of purposes in tissue engineering applications. For example, it can be used for tissue remodeling or drug release.
Naftalan is an oil that comes from the territory of Azerbaijan. Its difference from all other types of oil is that its content is rich with cycloalkanes. Naftalan oil has disinfecting, analgesic, anti- inflammatory and wound healing effects.
In this study, chitosan (CH)/polyvinyl alcohol (PVA) and Naphthalan oil (NO) added CH/PVA cryogel scaffolds suitable for use in tissue engineering applications were produced by cryogelation method. Naphthalan oil was added dropwise to the prepared CH/PVA solutions at 10%, 25%, 50%, 75%, 100% (w/w) of the total polymer concentration. In order for the naphthalan oil to be homogeneously dispersed, mixing was carried out at 450 rpm in a magnetic stirrer for 24 hours. The chemical structure of cryogel scaffolds was investigated by Fourier transform spectrometry (FT-IR). When the spectra were examined, peaks specific to Naftalan oil were observed in the NO added cryogel scaffolds. The surface morphologies of the scaffolds were examined by scanning electron microscopy (SEM). The pore diameters of the scaffolds range from 28.746±2.74 µm to 13.219±4.22 µm for oil-free and 100% NO added samples. In swelling studies, the highest swelling ratio was observed in the oil- free CH/PVA. The increase in the naphthalan oil ratio decreased the swelling and degradation rate. The lowest swelling and degradation rate was observed in the 100% NO doped cryogel scaffold. When the mechanical performance of the scaffolds was examined, it was concluded that the mechanical strength value varied between 49±8 and 88±12 kPa for the oil-free and 100% NO added samples.
This thesis study aims the production of polymeric cryogel scaffolds combined with Naftalan oil and their properties that can be used in tissue engineering applications. This study demonstrates that biodegradable cryogels combined with Naftalan oil, known for its wound healing properties, can promote new tissue formation. As a result of the thesis study, it will both contribute to the literature and allow a new biomaterial to be produced and used.