Damar doku mühendisliği uygulamaları için kolajen/polimer/elastin matriksinin üretilmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, son yıllarda damar doku mühendisliği uygulamalarında kullanılan kolajen/elastin/poli (ε- kaprolakton) kovalent bağlı matriksi, literatürde bulunan geleneksel yöntemler (plazma muamelesi, aminoliz gibi ön işlemler) ve çapraz bağlayıcı kullanılmadan üretilmiştir. Bu amaç için, özgün iki farklı yöntem kullanılmıştır. Bunlardan bir tanesi poli (ε- kaprolakton) (PCL)'un kolajen ve elastin içeren nanoliflerin yüzeyinden, ε-kaprolakton monomerinin halka açılması polimerizasyonunun başlatılması ile aşılanmasıdır. Bu yöntem için öncelikle elektroeğirme işlemi ile kolajen elastin içeren nanolif yapıları hazırlanmıştır. Daha sonra, titanyum(IV) izopropoksit ile kolajen ve elastin üzerindeki serbest amin grupları polimerizasyon başlatıcısı olarak kullanılmıştır ve poli (ε- kaprolakton) nanolif yüzeyine aşılanmıştır. Nanolifler ve üzerine aşılanan PCL, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılımlı x-ışını analizleri (EDX) ile belirtilmiştir. Kimyasal yapının doğrulanmasında Fourier dönüşümlü kızıl ötesi (FTIR) spektroskopisi ve raman spektroskopisi kullanılmıştır. Malzemenin hidrofiliklik derecesinin belirlenmesi için su temas açısı (WCA) analizi yapılmıştır. kolajen-elastin-PCL matriksinin hazırlanması için kullanılan diğer yöntem ise proteinlerin tiyol fonksiyonelli hale getirilmesi ve PCL'un vinil fonksiyonelli olarak sentezlenmesinden sonra tiyol-en foto klik reaksiyonu ile blok kopolimerin oluşturulmasıdır. Hazırlanan vinil fonksiyonelli ve tiyol fonksiyonelli makromoleküllerin kimyasal yapıları, FTIR ve 1HNMR ile doğrulanmıştır. Reaksiyon sonrasında elde edilen blok kopolimer yapısı ise raman spektroskopisi ile belirlenmiştir.

In this thesis, covalently bonded collagen/elastin/poly(ε-caprolactone) matrix which used efficiently in vascular tissue engineering in recent years, was prepared without using the conventional methods (pretreatments such as plasma treatment, aminolysis) found in the literatüre. Two different methods were used for his purpose. One of these method is grafting the poly(ε-caprolactone) (PCL) via initiating the ring opening polymerization on the surface of nanofibers containing collagen and elastin. Firstly, collagen and elastin containing nanofibers were prepared via electrospinning process for this method. Then Ti(IV) isopropoxide and free amine groups on the collagen and elastin were used as initiators of ring opening polymerization of ε-caprolactone and PCL was grafted onto nanofiber surface. The nanofibers and grafted PCL were indicated by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive x-ray (EDX) analysis. Fourier transformed infra-red (FTIR) and Raman spectroscopy were used for confirming the chemical structures. Water contact angle measurements were made for determining the degree of hydrophilicity of the material. The other method used for preparing collagen/elastin/PCL matrix is to the applying thiol-ene photo-click reaction between thiolated proteins and vinyl-modified PCL. Chemical structures of the prepared vinyl-modified PCL and thiolated macromolecules were confirmed via FTIR and 1HNMR analysis. Then the chemical structure of the block copolymer was verified by Raman spectroscopy.