Nanoliflerin üretilmesi, karakterizasyonu ve biyomedikal uygulamaları

Biyopolimerler değiştirilebilir mekanik özellikleri, biyobozunur ve biyouyumlu olmalarının yanı sıra toksik, mutajenik ve immünojenik olmadıkları için biyomedikal ve doku mühendisliği uygulamalarında umut vaat eden polimerlerdir. Elektroeğirme, biyopolimer temelli nanolif iskelelerin geliştirilmesini sağlayan çok yönlü bir tekniktir. Bu teknikle doku mühendisliği ve rejeneratif tıp için yararlı olan iskeleler üretilebilir. Diğer morfolojilerle karşılaştırıldığında, elektroeğrilmiş nanoliflerden oluşan matrisler, hücrelerle etkileşime girebilen son derece yüksek bir spesifik yüzey alana sahiptir. Bu tez çalışmasında, polikaprolakton (PCL) ve poliamidoamin (PAMAM) dendrimerleri kullanılarak elektroeğirme ile boncuksuz ve uygun hidrofiliklik özellik gösteren nanoliflerin sentezlenmesi hedeflenmiştir. Hazırlanan PCL-PAMAM çözeltisinin çeşitli oranları; farklı voltaj, uzaklık, akış hızı gibi işlem parametreleri optimize edilerek elektroeğirme yöntemi ile en kusursuz nanolifler elde edilmiştir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM), Brunauer-Emmett-Teller (BET), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), temas açısı ölçümleri, mekanik test ve şişme testi yapılarak PCL ve PCL-PAMAM nanoliflerinin karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Doku iskelesinin hücre adezyonunu desteklemesi için arginilglisinilaspartik asit (RGD), antitrombosit özellik gösterebilmesi için ise heparin yapıya kovalent olarak bağlanmıştır. Sonuçlar neticesinde PCL, PCL-PAMAM, PCL-PAMAM/RGD ve PCL-PAMAM/RGD/H nanoliflerinden elde edilen yüzeylerin damar doku mühendisliğindeki kullanım potansiyeli incelenmiştir.

Biopolymers are promising polymers in biomedical and tissue engineering applications due to their changeable mechanical properties, biodegradable and biocompatible, as well as non-toxic, non-mutagenic, and non-immunogenic. Electrospinning is a versatile technique that allows the development of nanofibers based on biopolymers. With this technique, scaffolds can be produced that are useful for tissue engineering and regenerative medicine. In comparison with other morphologies, matrices consisting of electrospun nanofibers have an extremely high specific surface area capable of interacting with cells. In this thesis, it was aimed to synthesize nanofiber with appropriate hydrophilicity and without beads by electrospinning using polycaprolactone (PCL) and polyamidoamine (PAMAM) dendrimers. Various ratios of the PCL and PAMAM solution; different process parameters such as voltage, distance, flow rate were optimized and the most perfect nanofibers were obtained by electrospinning method. Scanning electron microscopy (SEM), Brunauer-Emmett-Teller (BET), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), contact angle measurements, mechanical testing, and swelling testing were performed to characterize the PCL and PCL-PAMAM nanofibers. To support cell adhesion onto nanofibers antithrombocyte feature, Arginylglycylaspartic acid (RGD) and heparin were covalently bonded as a tissue scaffold. As a finding of the results, biofunctional PCL, PCL-PAMAM, PCL-PAMAM/RGD, and PCL-PAMAM/RGD/H nanofibers for the potential usage in vascular tissue engineering was studied.