Propolis ve amoksisilin içeren hyalüronik asit-metil selüloz hidrojel mürekkeplerin doku iskelelerinin fabrikasyonu için geliştirilmesi
Development of hyaluronic acid-methyl cellulose hydrogel inks containing propolis and amoxicillin for fabrication of scaffolds
Yazar: PELİN TOKAT
Danışman: PROF. DR. HASAN SADIKOĞLU ; DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN YILMAZER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Doku iskeleleri = Tissue scaffolds ; Hyalüronik asit = Hyaluronic acid ; Metil selüloz = Methyl cellulose ; Polimer ağı = Polymer network ; Üç boyutlu yazıcı = Three dimensional printer

Özet:
Günlük hayatımızda gerek iş kazaları gerekse ev kazalarında vucüdumuzun çeşitli yerlerinde cilt yanıkları meydana gelebilmektedir. 2. ve 3. derece gibi derin cilt yanıkları enfeksiyon, doku kaybı, ödem gibi birçok sorun yaratmaktadır. Bu durum hastayı hem fizyolojik hem de psikolojik olarak etkilemektedir. Cilt yanığı tedavi edilmediğinde ölüme bile sebep olabilmektedir. 
Cilt yanıklarının tedavilerinde doku iskeleleri kullanılabilmektedir. Doku iskeleleri hücreler arası matriksi taklit etmektedir. Bu sayede yaralı bölgenin tedavi edilmesine yardım edecek ve o bölgede hücre çoğalmasını sağlayacak bir ortam yaratmaktadır. 
Bu doku iskeleleri çeşitli yöntemlerle üretilebilmektedir. Son zamanlarda 3 boyutlu (3B) biyoyazıcılarla doku iskelesi üretimi yaygınlık kazanmaktadır.
Bu tez kapsamında hyalüronik asit (HA), metil selüloz (MS) ve poliakrilamitten oluşan içi içe geçen polimer ağ sistemiyle oluşturulmuş bir hidrojel sistemi üretildi. Bu hidrojelin 3B biyobasımı gerçekleştirildi. Ayrıca bu ana matriks hidrojele, propolis ve amoksisilin (AMX) ile farklı oranlarda katkılandırma yapılıp 3B biyobasımı yapıldı. Basım sonucu elde edilen doku iskelelerinin basılabilirlikleri karşılaştırıldı. Degradasyon ve şişme davranışları incelendi. Morfolojik (Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM)), termal (Termogravimetrik ve Diferansiyel Termal Analiz (DTA/TG)) ve kimyasal (Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR)) karakterizasyonları yapıldı. Ayrıca doku iskelelerinin hücre kültürü, antibakteriyellik çalışmaları gerçekleştirildi. Bu sayede cilt yanığı tedavilerinde kullanılmak üzere en iyi kombinasyona sahip doku iskelesinin bulunması öngörüldü. Sonuçlar hyalüronik asit –metil selüloz bazlı hidrojellerin 3B basım için umut verici olduğunu göstermiştir. Propolis katkılı doku iskelelerinin AMX içeren doku iskelelerine göre biyobozunurluk ve termal dayanım açısından daha dayanıklı olduğu belirlendi. Bu iskeleler hücre canlılığı açısından daha iyi performans sergiledi. Propolisli iskelelerde %20'lik propolis, AMX içeren iskelelerde ise %0.5'lik iskele daha başarılı sonuçlar gösterdi.

Anahtar Kelimeler: Hyaluronik asit, metil selüloz, doku iskelesi, 3B biyobasım, iç içe geçen polimer ağlar

Abstract:
In our daily life, skin burns can occur in various parts of our body in both work and home accidents. Deep skin burns such as 2nd and 3rd degree cause many problems such as infection, tissue loss, edema. This situation affects the patient both physiologically and psychologically. Skin burns can even cause death if left untreated.
Tissue scaffolds can be used in the treatment of skin burns. Scaffolds mimic the intercellular matrix. In this way, it creates an environment that will help treat the injured area and ensure cell proliferation in that area.
These scaffolds can be produced by various methods. Recently, the production of scaffolds with 3D bioprinters has become widespread.
Within the scope of this thesis, a hydrogel system formed by an interpenetrating polymer network system consisting of hyaluronic acid (HA), methyl cellulose (MC) and polyacrylamide was produced. 3D bioprinting of this hydrogel was performed. In addition, this main matrix hydrogel was doped with propolis and amoxicillin (AMX) at different rates and 3D bioprinted. The printability of the tissue scaffolds obtained as a result of printing was compared. Degradation and swelling behaviors were investigated. Morphological (Scanning Electron Microscopy (SEM)), thermal (Thermogravimetric and Differential Thermal Analysis (DTA/TG)) and chemical (Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)) characterizations were performed. In addition, cell culture and antibacterial studies of the scaffolds were carried out. In this way, it was envisaged to find the tissue scaffold with the best combination to be used in skin burn treatments. The results showed that hydrogels based on hyaluronic acid-methyl cellulose are promising for 3D printing. It was determined that propolis-doped scaffolds were more durable in terms of biodegradability and thermal resistance than AMX-containing scaffolds. These scaffolds performed better in terms of cell viability. Scaffolds with 20% propolis and 0.5% AMX containing scaffolds showed more successful results.

Keywords: Hyaluronic acid, methyl cellulose, tissue scaffold, 3D bioprinting, interpenetrating polymer networks