Kanda oksijen taşınımında destek biomalzemenin geliştirilmesi
The development of support biomaterial that for transporting of oxygen transport in the blood
Yazar: ÜMİT YAŞAR
Danışman: PROF. DR. NURTEN DİKMEN ; PROF. DR. BİLGEHAN GÜZEL
Çukurova Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Endotelyum = Endothelium ; Hemoglobinler = Hemoglobins ; Hücreler = Cells ; Kan = Blood ; Manyetik alanlar = Magnetic fields ; Manyetizma = Magnetism ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Oksijen satürasyonları = Oxygen saturation

Özet:
Kan toplama ve muhafaza etme konusundaki problemler, ek maliyet, dünya çapındaki rezerv noksanlığı gibi sorunlar, kan yerine geçen maddelerin geliştirilmesine yol açmıştır. Yapay kan çalışmaları temel olarak; oksijen taşıyıcı bileşiklerin gerçekleştirilmesini ve geliştirilmesini hedef alır. 
Bu çalışmada temel hedef, kan alternatifi olabilecek, kan yokluğunda hayat kurtarması hedeflenen destekleyici ve oksijen taşıyabilen, biyolojik bir malzemenin geliştirilmesidir. Çalışmada öncelikle süper paramanyetik nanopartiküller (Magnetit) sentezlenmiş, sentezlenen bu malzemelerin (Fe3O4) boyut stabilizasyonunu sağlamak amacıyla,  tartarik asit, glutaraldehit, trietanolamin, 3 amino trimetoksi silan olarak 4 farklı yöntem kullanılmıştır.  Sentezlenen bu nanopartiküller organik moleküllerle bağlanabilmesi için aşamalı olarak yüzey modifikasyonları gerçekleştirilmiştir. FT-IR, Elementel analiz, SEM, XRD, ICP, C-TEM analizleri ile karakterizasyonları yapılan partiküllerin yüzeyine saf hemoglobin molekülleri bağlanıp karakterizasyon çalışmaları tekrarlanmıştır. Ayrıca Siklik voltogram ve UV analizleri ile bağlanan hemoglobin moleküllerinin oksijen bağlama-bırakma kapasitesi incelenmiştir. 
Doğal eritrositleri taklit etmek üzere sentezlenen hemoglobin (Hb) bağlanmış süper paramanyetik nano partiküllerin in vitro koşullarda toksik etkilerinin saptanması amacı ile de endotel hücre kültürü üzerinde etkileri incelemiştir. Belirli derişimde 10 µl (1mg/10ml) manyetik nanopartiküller belirli zamanlarda (24 saat), hazırlanan hücre hatlarına muamele edilmiştir. Hücrelerin vermiş olduğu olası toksik etkilerin değerlendirilmesi için de hücre proliferasyonu  ile endotel hücre süperoksit dismutaz, katalaz, glutatyon peroksidaz aktivite değişimleri (n=8) araştırılmıştır.
Bu çalışma kan alternatifi bir yapay biyomalzemenin preoperatif ve operatif olarak kullanılabilmesi amacıyla geliştirilmiştir. Yapılan çalışmanın bu aşamalarının, sentezi gerçekleştirilen hemoglobin bazlı mnp'lerin optimizasyonu/ kullanılabilirliği açısından bir adım olacağı ve ileriki dönemlerde farklı alanlarda uygulama imkanı sağlayacağı düşünülmektedir.

Abstract:
Problems on blood collection and storage, excessive costs, reserve deficiency around the world has led to development of the material instead of blood. Artificial blood works base development of the oxygen-carrying compound.
The main objective of this work is development of biological material that will be blood alternative, capable of carrying oxygen and life-saving targeted in the absence of blood. Firstly, superparamagnetic nanoparticles (MNPs) were synthesized, four different methods that are tartaricacid, glutaraldehyde, triethanolamine, 3-aminopropyltriethoxysilane were used for providing size stability of these materials. The surface of nanoparticles were gradually modified for connecting to organic molecules. Magnetic nanoparticles were characterized by FT-IR, elemental analysis, SEM, XRD, ICP, C-TEM. Pure hemoglobin molecules connected to surface of nanoparticles and has made repeated efforts characterization. Cyclic voltammetry and UV-Vis also used for invastigation of oxygen bolding-leaving ability of hemoglobine molecules.
Hemoglobin bonded MNPs that mimic the natural erythrocyte were treated on the cell lines of endothelial cells culture to determine toxic effects of particles in vitro condition. 10 ml suspension of MNPs at definite concentration (1 mg/10 ml) treated on prepared cell lines at definite times (24 hours). Superoxide dismutase(SOD), catalase(CAT), glutathione peroxidase(GPx) activities and cell proliferation were investigated (n=8) for the determining the possible toxic effects of the cells. 
Currently, an artificial biomaterial alternative of blood was developed to use in preoperative and operative applications. It is thought that conducted this stage of study is a step for optimization/usability of synthesized hemoglobin-based solution and provide practice opportunities in different areas in future.