Sitrik asit esaslı biyobozunur polimerlerin sentezi ve karakterizasyonu

Abstract

Biyobozunur polimerler, ilaç salınımı ve doku mühendisliğinin de dahil olduğu bir çok biyomedikal mühendislik alanında oldukça önemli bir yere sahiptirler. Özellikle hücre ekilmiş yapı iskelelerinin hasta ya da hasarlı dokularla değiştirilerek gerçekleştirilen tedaviler giderek yaygınlaşmaktadır. İdeal olarak doku mühendisliğinde kullanılacak bir yapı iskelesinin doğal dokunun fiziksel özelliklerini taşıması, yeni gelişecek dokuya yapısal kararlılık kazandırması, toksik olmaması, mekanik darbelere karşı dayanıklı olması, vücut içine yerleştirildikten sonra da yeni oluşacak dokunun ihtiyacı olan materyalleri iletebilmesi gerekir. Dünyada sağlık örgütleri tarafından vücut içerisinde kullanımına izin verilen polilaktonlar, polilaktik asitler, poliglikolik asitler ve bunların kopolimerleri başta olmak üzere az sayıda polimer bulunmaktadır. İzin verilen bu polimerler ise yumuşak doku uygulamaları için yeterince yumuşak olmamaktadır. Biyobozunur elastomerler zorlu mekanik etkilere maruz kalan bölgelerde çevre dokulara zarar vermeden işlevlerini yerine getirirler. Parçalanan sentetik matristen gerilimi aşamalı olarak yeni oluşan dokuya aktarılmasıyla, üzerine dairesel mekanik gerinim uygulanmış yapı iskelelerinin vasküler kas hücrelerinde kolojen ve elastin üretimini arttırdığı da bilinmektedir. Birçok biyobozunur elastomerler doku mühendisliği uygulamaları için üretilmiş ve kan damarları, kalp kapakçıkları, sinirler, kıkırdak ve deri gibi şekillerde kullanılmıştır. Bu tür elastomerlerin sentezi incelendiğinde en yaygın olarak kullanılan monomerin Krebs çevriminin metabolik ürünü olan, toksik etki göstermeyen ve Gıda&İlaç örgütlerince kullanımına izin verilen sitrik asit olduğu görülür. Son zamanlarda yapılan çalışmalarda üstün mekanik özelliklere sahip, farklı çapraz bağlanma yöntemlerinin uygulanabildiği, nanogözenekli ve fotoluminesan etkili sitrik asit esaslı polimerler üzerine yoğunlaşılmıştır. Bu çalışmada, özellikle doku mühendisliği alanında kullanım potansiyeline sahip sitrik asit esaslı yeni bir biyobozunur elastomerlerin sentezi ve karakterizasyonu gerçekleştirilecektir. Elde edilecek malzemenin toksik özellik taşımaması, üstün mekanik özelliklerinin olması, biyobozunur malzeme olması, kolay işlenebilir olması, hücrelerle uyumlu olması ve ekonomik olması sağlanacaktır.

Biodegredable polymers have an important place in many areas of biomedical engineering including drug delivery and tissue engineering. Especially the treatments performed by changing diseased or damaged tissues with cell cultivated scaffolds become widespread. Ideally, a scaffold used in tissue engineering applications should resemble the physical properties of the native tissue, provide structural stability to developing tissue, must be non-toxic, strong enough to withstand the mechanical impacts and once implanted inside a body be able to transfer all the materials that newly developing tissue needs. Small amounts of polymers allowed to be used in the body, by health organizations around the world such as polylactones, polylactic acids, polyglycolic acids and their co-polymer. These polymers are not soft enough for soft tissue applications. Biodegradable elastomers can sustain and recover from multiple deformations without causing irritation to the surrounding tissue in a mechanically demanding environment. It is known that, by gradually transferring stress from the degrading synthetic matrix to the newly forming tissue, scaffolds with applied cyclic mechanical strains increase collagen and elastin production in vascular smooth muscle cells. Numerous biodegradable elastomers have been developed for tissue engineering, and used as blood vessels, heart valves, nerves, cartilage and skin. When the synthesis of such elastomers investigated, one can see that the most common used monomer is citric acid which is a non-toxic metabolic product of the Krebs cycle and has been approved by the Food and Drug Administrations. Recent developments concentrate on citric acid based polymers with enhanced mechanical properties, different cross-linking methods applicable, nanoporous and have photoluminescent properties.In this study, synthesis and characterization of citric acid based biodegradable elastomers for tissue engineering applications will be realized. The obtained material will be non-toxic, have enhanced mechanical properties, biodegradable, easily processed, compatible with cells and economic.