Biyomedikal uygulamalar için safran ekstresi yüklü grafen katkılı hibrit hidrojellerin geliştirilmesi

Abstract

Diyabetik yaraların iyileşme sürecindeki güçlükler, hem tedavi süreçlerini hem de tedavi maliyetlerinde kayda değer bir artışa yol açmaktadır. Bu sorunun çözümüne yönelik yerli bir ürünün geliştirilmesi, ülkemizin ekonomik kalkınması açısından stratejik bir önem taşımaktadır. Kronik yara tedavisinde modern fonksiyonel yara örtülerine yönelik ilgi giderek artmaktadır. Bununla birlikte, mevcut literatürde ve ticari uygulamalarda, safran ekstresinin biyolojik olarak aktif bileşenlerinin rejeneratif etkilerini, grafen oksit bazlı yapıların antibakteriyel özellikleriyle sinerjik şekilde birleştiren bir yara örtüsü formülasyonuna dair herhangi bir çalışma bulunmamaktadır. Bu çalışma kapsamında, safran ekstresi içeren grafen oksit ile güçlendirilmiş doğal polimerler olan aljinat ve hyaluronik asit yapısında tannik asit ile çapraz bağlanmış biyouyumlu ve doğal hibrit hidrojeller geliştirilmiştir. Hidrojellerin üretiminde safranın majör etken maddeleri olan safranal ve krosin de ayrı formülasyonlar halinde kullanıldı ve doğal ekstre ile etkinlikleri karşılaştırıldı. Safran ekstreleri hem geleneksel yöntem hem de daha yeşil bir teknoloji olan süperkritik akışkan ekstraksiyonu yöntemi ile üretildi. Hibrit hidrojellerin üretiminde de yeşil kimya prensipleri benimsenerek çözeltiden döküm ve ortam basıncında kurutma yöntemleri kullanıldı. Üretilen hidrojellerin fizikokimyasal karakterizasyonu yapıldı ve kimyasal yapıları ile morfolojik özellikleri ortaya konuldu. Hücre canlılığı üzerine olan etkileri MTT yöntemi ile analiz edildi, yara kapanma deneyleri in vitro olarak yürütüldü. Hidrojellerin antibakteriyel özellikleri ve biyofilm oluşumu üzerine etkileri test edildi ve tedaviye dönük etkileri ortaya konuldu. Bu tez çalışması sonucunda, diyabetik yara iyileştirici özelliğe sahip, biyomalzemeler kullanılarak biyouyumlu bir hidrojel yara örtüsü geliştirildi, hidrojellerin aktiviteleri in vitro ve in vivo çalışmalarla doğrulandı, hidrojel yara örtülerinin proliferasyon ve yara iyileştirme oranları hesaplandı. Ayrıca, yapısı karakterize edilerek çekme kuvvetine dayanıklı bir ürün geliştirildiği tespit edildi. Bu yeni yara örtüsü için patent başvurusu hazırlanmıştır.

The difficulty in healing diabetic wounds not only complicates treatment but also significantly increases healthcare costs. Developing a domestic product to address this issue, which negatively impacts the quality of life of patients worldwide and places a heavy burden on healthcare systems, is crucial for the economic development of our country. Nowadays, modern functional wound dressings are in demand for the treatment of chronic wounds. However, there is no formulation in the literature or among existing commercial products that combines the therapeutic effects of saffron extract with the antibacterial properties of a graphene oxide-based wound dressing. In the production of the hydrogels, the major active compounds of saffron—safranal and crocin—were also used in separate formulations, and their effectiveness was compared with that of the natural extract. Saffron extracts were obtained using both a traditional method and a greener technology: supercritical fluid extraction. In line with green chemistry principles, the hybrid hydrogels were produced using solution casting and ambient pressure drying methods. The physicochemical characterization of the produced hydrogels was carried out, and their chemical structures and morphological properties were revealed. Their effects on cell viability were analyzed using the MTT assay, and wound closure experiments were conducted in vitro. The antibacterial properties of the hydrogels and their effects on biofilm formation were tested to evaluate their therapeutic potential. As a result of this thesis study, a biocompatible hydrogel wound dressing with diabetic wound healing properties was developed using biomaterials. The activities of the hydrogels were validated through both in vitro and in vivo studies, and the proliferation and wound healing rates of the hydrogel dressings were calculated. Additionally, structural characterization revealed that a product resistant to tensile force was developed. A patent application has been prepared for this novel wound dressing.