Kahverengi alglerden analitik saflıkta alginik asit elde edilmesi ve biyomalzeme olarak kullanılabilirliğinin araştırılması
Obtain analytical purity alginic acid from brown algae and investigation of usability as a biomaterial
Yazar: HAVVA YAZAR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NURAY EMİN
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyomühendislik = Bioengineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Adezyonlar = Adhesions ; Algler = Algae ; Biyomalzemeler = Biomaterials ; Biyopolimerler = Biopolymers ; Doku mühendisliği = Tissue engineering ; Makroalgler = Macroalgae ; Sodyum aljinat = Sodyum alginate ; İnce filmler = Thin films

Özet:
Genel olarak algler, sucul ya da yarı sucul ortamlarda yaşamlarını sürdürmekte ve yapılarında yer alan bazı pigmentler sayesinde güneş ışığını kullanarak besin üretimini gerçekleştirmektedir. Algler grubu altında yer alan kahverengi ve kırmızı renkli algler agar, karragenan ve alginik asit gibi önemli bileşikleri yapılarında bulundurmaktadır. Ülkemiz deniz kıyıları uzunluğu bakımından Akdeniz ülkeleri arasında en üst sırada yer aldığı halde alglerle ilgili çalışmalar Batı Akdeniz ülkelerine oranla azdır. Yürütülen tez çalışmasında öncelikle Cystoseira barbata türü kahverengi deniz alglerinden sodyum alginatın 2 farklı prosedüründen on adet fraksiyonu elde edildi. Akabinde adezyon önleyici bariyer olarak kullanımının incelenebilmesi için ince film tasarımında biyomalzeme üretilerek, fiziksel ve kimyasal karakterizasyonu ile en uygun özelliklere sahip film yapısı belirlendi. En uygun özelliklere sahip olan fraksiyon seçilerek üretilen filmlerin adezyon bariyeri olarak kullanılabilirliği, 21 güb süreyle sıçan kemik iliği mezenkimal kök hücreleri( MKH) ile invitro kültürde test edildi. Haftalık zaman noktalarında MTT testi uygulanarak canlı hücrelerin mitokondriyal dehidrogenaz enzim aktiviteleri kantitatif olarak tespit edilerek sitotoksisitesi belirlendi. Adezyon dokusu oluşturma potansiyeli ise dondurarak kesit alma yöntemi ile ince kesitleri alınarak alsian mavisi, safranin-o ve hemotoksilen-eosin kullanılarak histokimyasal boyamalar ile tespit edildi. İmmünohistokimya ile HDM de bulunan yapısal proteinlerden kollajen tip-1, Anti podoplanin, Anti- vimentin ve Anti-thy-1 antikor boyamalrı yapılarak, önemli matriks bileşenleri ve meydana gelen hücresel değişiklikler belirlendi. Yapılan bu çalışmaların sonucunda üretilen sodyum alginat filmin adezyonu önleyebileceği ve cerrahi işlem görmüş dokuların iyileşme süresi ile sınırlı olabilecek bir zamanda biyomalzemenin ortamdan bozunarak ayrıldığı belirlendi. Oluşan adezyon benzeri dokunun histokimyasal analizleri, malzeme üzerinde fibröz doku oluştuğu, ancak oluşan doku miktarının ve hücre sayısının oldukça sınırlı kaldığı belirlendi. Ayrıca, film yapılarının 21. Günde %90 oranında bozunması ile adezyon benzeri fibröz yapının serbest formda kaldığı görüldü. Sonuçlar SEM analiz görüntüleri ile de doğrulandı. Yüksek lisans tezi ile hücre kültürü saflığında üretilen biyopolimerik malzemenin in vivo adezyon deneylerinde kullanılabileceği ve ticari olarak ülke ekonomisine kazandırılabileceği belirlendi. 
Üretilen alginattan hücre kültürü saflığında biyopolimerler elde edilebileceği gibi ticari olarak ülke ekonomisine kazandırılabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
In general, algae continue their lives in aquatic or semi-aquatic environments and produce food by using sunlight, thanks to some pigments in their structures. Brown and red algae, which are under the algae group, contain important compounds such as agar, carrageenan and alginic acid. Although our country ranks at the top among the Mediterranean countries in terms of the length of its sea coasts, studies on algae are few, compared to the Western Mediterranean countries.
In the thesis study, first of all, ten fractions of sodium alginate from Cystoseira barbata type brown sea algae were obtained from 2 different procedures. Subsequently, in order to examine its use as an anti-adhesion barrier, a biomaterial was produced in thin film design, and the film structure with the most suitable properties was determined with its physical and chemical characterization. The usability of the films produced by selecting the fraction with the most suitable properties as an adhesion barrier was tested in in vitro culture with rat bone marrow mesenchymal stem cells (MSC) for 21 g. Mitochondrial dehydrogenase enzyme activities of living cells were quantitatively determined by applying MTT test at weekly basis, and cytotoxicity was determined. The potential for adhesion tissue formation was determined by histochemical staining using alcian blue, safranin-o and hematoxylin-eosin, by taking thin sections by freeze sectioning method. Collagen type-1, Anti-podoplanin, Anti-vimentin and Anti-thy-1 antibodies, which are structural proteins found in HDM, were stained by immunohistochemistry, and important matrix components and occurring cellular changes were determined. As a result of these studies, it was determined that the sodium alginate film produced can prevent adhesion and the biomaterial decomposes in a time that may be limited by the healing time of the surgically treated tissues. The histochemical analyzes of the adhesion-like tissue revealed that fibrous tissue was formed on the material, but the amount of tissue formed and the number of cells were very limited. In addition, it was observed that the film structures degraded by 90% on the 21st day, and the adhesion-like fibrous structure remained in free form. The results were also confirmed with SEM analysis images. Within this master's thesis, it was determined that the biopolymeric material produced in cell culture purity could be used in in vivo adhesion experiments and could be commercially brought to the country's economy.
It is believed that the created alginate may be used to create cell culture pure biopolymers, which can then be exported for use in the nation's economy.