Kayaman Apohan N., Kazan D.(Yürütücü)
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2019 - 2021
Proje Özeti Cilt, vücut sıcaklığının kontrolü, su ve
elektrolit dengesinin korunması ve duyumun algılanması gibi birçok hayati fonksiyonda
yer alır. Vücudun ana koruyucu bariyeridir. Bu nedenle, bu
fonksiyonlar; yanıklar, ülserler veya travma gibi cilt yaralanması ile
kaybolduğunda, onarımın ve işlevinin eski haline getirilmesine yardımcı
olmak için yaranın hızlıca iyileşmesi gerekmektedir. Yara iyileşme
sürecini hızlandırmak ve tedavi sürecinin kısaltılması için en önemli kıstas
yaraya uygun ideal bir yara örtüsü kullanmaktır. İdeal bir yara örtüsü
malzemesi; biyojik olarak uyumlu olmalı, toksik olmamalı, cilde düşük yapışma
özelliği göstermeli, nemli bir yara ortamı sağlamalı, hava geçişine izin
vermeli ve enfeksiyonu azaltmak gibi çeşitli özelliklere sahip olmalıdır. Günümüzde yaranın türününün yanı sıra yaranın
iyileşmesini etkileyen lokal ve sistemik faktorler esas alınarak üretilen
modern yara örtüleri kullanılmaktadır. Bu modern anlayış, yara iyileşme
sürecinde epitel hücrelerin hareketine izin verecek ideal ortam koşullarının
oluşturulmasına dayanmaktadır. Bu duruma istinaden, bu çalışmada
özellikle nekrotik ülserler için sulu ortam sağlayabilen hidrojellerin
kullanılması ile yara iyileşme sürecini hızlandıran doku mühendisliği
kapsamındaki örtü sisemlerinin sentezi hedeflemektedir. Bu çalışmada yara
iyileşmesi için gerekli olan her gereksinimi karşılamak amaçlı iki jel öncüsünün
kullanılması hedeflenmektedir. Hidrojel öncülerinden hyalüronik asit (HA) iyi bir
hidrofilik özelliği olan cildin hücre dışı matrisinin ana
bileşenidir. Nemli bir ortam sağlar ve yaralı doku yüzeyini kuruluktan
korur ve iyileşmeyi teşvik eder. Ayrıca yara bölgesindeki kollajen
salgılanmasını arttırır ve yara iyileşmesini hızlandıran etkiye
sahiptir. Bütün bu eşsiz özelliklerinin yanında HA ile oluşturulan
hidrojellerin, uzun ömürlü mekanik bütünlüğünün zayıf olması bir dezavantaj
oluşturur. Sadece HA’den oluşturulan hidrojeller, vücutta hızlı bir bozunma
ve boşluk gösterirler bu nedenle, HA hidrojellerinin uzun süreli bir ikame
materyali olarak kullanılması ve mekanik sağlamlık ihtiva etmesi için HA
kovalent olarak çapraz bağlanmalı veya modifikasyonla stabilize edilmelidir.
Alkinlenmiş HA; HA'nın C6-oksidasyonu, genellikle, bir stokiyometrik oksidan
olarak sodyum hipoklorit, bir katalizör olarak
2,2,6,6-tetrametilpiperidin-1-oksil (TEMPO) nitroksil radikali ve bir sodyum
asidi olarak sodyum bromür içeren bir oksidatif sistem ile gerçekleştirilir. İkincil hidrojel öncüsü
olarak kullanılacak olan poli(3‐hidroksibütirat) (PHB)
biyolojik uyumluluk, toksik olmaması ve nispeten yüksek erime noktası ve
toksik yan ürünleri olmaksızın, su ve karbon dioksite komple ayrışma, gibi
eşsiz özellikleri bir arada ihtiva eder. Türkiye'nin Marmara Bölgesinde,
mantar kompostundan izole edilen Bacillus marmarensis, PHB'nin üretilmesine
ilişkin metabolik yolu içerdiği daha önceki çalışmalarda belirlenmiştir. Bu
sebeple PHB bu bakteri suşundan elde edilecektir. Bu çalışmada PHB'lerin yan
zincirlerdeki terminal azido grupları bromlu PHB'den üretilecektir. Terminal
brominli PHB'ler, sırasıyla sodyum nonanoat / 11-bromoundekanoik asit ve
sodyum nonanoat / 10-undesinoik asitin ko-metabolizması ile kültivasyon
aşamında üretilir. Projede biyobozur ve
biyouyumlu çapraz bağlı HA-PHB hidrojeller çıt-çıt (klik) kimyası
kullanılarak hazırlanacaktır. Klik kimyası ile iki moleküler yapı bloğunun,
az veya hiç yan ürün içermeyen hafif reaksiyon koşullarında kolay, seçici,
yüksek verimli reaksiyon ortamı sağlanır. Klik kimyası iki bileşenin çapraz
bağlanması için çok güçlü bir araçtır ve bir azid ve bir alkin arasındaki 1,
3 dipolar sikloza dayanmaktadır. Klik reaksiyonu ile çağraz bağlanan HA-PHB
hidrojelleriyle hızlı biyobozunan hyaluronik asitin bu yolla tedavi süresi
boyunca mekanik kararlılığını koruması hedeflenmektedir. Elde edilen hidrojel yara
örtülerinin biyouyumlulukları incelencektir. Hücre ekimi sonrası canlı
hücreler morfolojik analiz, MTT canlılık testi ve konfokal mikroskop analizi
ile değerlendirilecektir. |
Proje Özeti Cilt, vücut sıcaklığının kontrolü, su ve
elektrolit dengesinin korunması ve duyumun algılanması gibi birçok hayati fonksiyonda
yer alır. Vücudun ana koruyucu bariyeridir. Bu nedenle, bu
fonksiyonlar; yanıklar, ülserler veya travma gibi cilt yaralanması ile
kaybolduğunda, onarımın ve işlevinin eski haline getirilmesine yardımcı
olmak için yaranın hızlıca iyileşmesi gerekmektedir. Yara iyileşme
sürecini hızlandırmak ve tedavi sürecinin kısaltılması için en önemli kıstas
yaraya uygun ideal bir yara örtüsü kullanmaktır. İdeal bir yara örtüsü
malzemesi; biyojik olarak uyumlu olmalı, toksik olmamalı, cilde düşük yapışma
özelliği göstermeli, nemli bir yara ortamı sağlamalı, hava geçişine izin
vermeli ve enfeksiyonu azaltmak gibi çeşitli özelliklere sahip olmalıdır. Günümüzde yaranın türününün yanı sıra yaranın
iyileşmesini etkileyen lokal ve sistemik faktorler esas alınarak üretilen
modern yara örtüleri kullanılmaktadır. Bu modern anlayış, yara iyileşme
sürecinde epitel hücrelerin hareketine izin verecek ideal ortam koşullarının
oluşturulmasına dayanmaktadır. Bu duruma istinaden, bu çalışmada
özellikle nekrotik ülserler için sulu ortam sağlayabilen hidrojellerin
kullanılması ile yara iyileşme sürecini hızlandıran doku mühendisliği
kapsamındaki örtü sisemlerinin sentezi hedeflemektedir. Bu çalışmada yara
iyileşmesi için gerekli olan her gereksinimi karşılamak amaçlı iki jel öncüsünün
kullanılması hedeflenmektedir. Hidrojel öncülerinden hyalüronik asit (HA) iyi bir
hidrofilik özelliği olan cildin hücre dışı matrisinin ana
bileşenidir. Nemli bir ortam sağlar ve yaralı doku yüzeyini kuruluktan
korur ve iyileşmeyi teşvik eder. Ayrıca yara bölgesindeki kollajen
salgılanmasını arttırır ve yara iyileşmesini hızlandıran etkiye
sahiptir. Bütün bu eşsiz özelliklerinin yanında HA ile oluşturulan
hidrojellerin, uzun ömürlü mekanik bütünlüğünün zayıf olması bir dezavantaj
oluşturur. Sadece HA’den oluşturulan hidrojeller, vücutta hızlı bir bozunma
ve boşluk gösterirler bu nedenle, HA hidrojellerinin uzun süreli bir ikame
materyali olarak kullanılması ve mekanik sağlamlık ihtiva etmesi için HA
kovalent olarak çapraz bağlanmalı veya modifikasyonla stabilize edilmelidir.
Alkinlenmiş HA; HA'nın C6-oksidasyonu, genellikle, bir stokiyometrik oksidan
olarak sodyum hipoklorit, bir katalizör olarak
2,2,6,6-tetrametilpiperidin-1-oksil (TEMPO) nitroksil radikali ve bir sodyum
asidi olarak sodyum bromür içeren bir oksidatif sistem ile gerçekleştirilir. İkincil hidrojel öncüsü
olarak kullanılacak olan poli(3‐hidroksibütirat) (PHB)
biyolojik uyumluluk, toksik olmaması ve nispeten yüksek erime noktası ve
toksik yan ürünleri olmaksızın, su ve karbon dioksite komple ayrışma, gibi
eşsiz özellikleri bir arada ihtiva eder. Türkiye'nin Marmara Bölgesinde,
mantar kompostundan izole edilen Bacillus marmarensis, PHB'nin üretilmesine
ilişkin metabolik yolu içerdiği daha önceki çalışmalarda belirlenmiştir. Bu
sebeple PHB bu bakteri suşundan elde edilecektir. Bu çalışmada PHB'lerin yan
zincirlerdeki terminal azido grupları bromlu PHB'den üretilecektir. Terminal
brominli PHB'ler, sırasıyla sodyum nonanoat / 11-bromoundekanoik asit ve
sodyum nonanoat / 10-undesinoik asitin ko-metabolizması ile kültivasyon
aşamında üretilir. Projede biyobozur ve
biyouyumlu çapraz bağlı HA-PHB hidrojeller çıt-çıt (klik) kimyası
kullanılarak hazırlanacaktır. Klik kimyası ile iki moleküler yapı bloğunun,
az veya hiç yan ürün içermeyen hafif reaksiyon koşullarında kolay, seçici,
yüksek verimli reaksiyon ortamı sağlanır. Klik kimyası iki bileşenin çapraz
bağlanması için çok güçlü bir araçtır ve bir azid ve bir alkin arasındaki 1,
3 dipolar sikloza dayanmaktadır. Klik reaksiyonu ile çağraz bağlanan HA-PHB
hidrojelleriyle hızlı biyobozunan hyaluronik asitin bu yolla tedavi süresi
boyunca mekanik kararlılığını koruması hedeflenmektedir. Elde edilen hidrojel yara
örtülerinin biyouyumlulukları incelencektir. Hücre ekimi sonrası canlı
hücreler morfolojik analiz, MTT canlılık testi ve konfokal mikroskop analizi
ile değerlendirilecektir. |