Akademik Veri Yönetim Sistemi
33. Ulusal Kimya Kongresi, Tekirdağ, Türkiye, 7 - 09 Ekim 2021, ss.93
Doğal bir polimer olan fibroin, ipek ve örümcek ağı gibi biyolojik liflerin yapısında bulunan bir proteindir.
Fibroin, üstün biyouyumluluk ve biyobozunurluk özelliklerinin yanı sıra olağanüstü mekanik özelliklere
sahip olması sebebiyle birçok biyolojik ve cerrahi uygulamada kullanılmaktadır [1]. Örneğin makrogözenekli
fibroin kriyojelleri, MPa mertebesindeki mekanik özellikleri ve ayarlanabilir gözenek morfolojisiyle bu tarz
uygulamalar için en uygun fibroin esaslı biyomalzemelerden birisidir [2,3]. Sulu fibroin çözeltisinin sıfırın
altındaki sıcaklıklara maruz bırakılması ile üretilen bu kriyojeller, her ne kadar mekanik olarak üstün
özelliklere sahip olsalar da şekil hafıza ve dışarıdan gelen uyarılara göre değişebilen mekanik özellikler gibi
akıllı özelliklere sahip değildirler. Bu çalışmada, literatürde ilk defa, fibroin kriyojellerinin gözeneklerine
kriyojele akıllı malzeme özellikleri kazandıracak mikro-organojeller yüklenmiş ve böylece ortam sıcaklığına
bağlı olarak sert ve yumuşak olabilen fibroin kriyojeli esaslı akıllı malzemeler üretilmiştir.
Farklı fibroin konsantrasyonlarında sentezlenen kriyojeller, ilk olarak dondurmalı-kurutucu ile kurutularak
gözenekler içerisindeki su uzaklaştırılmış ve böylece kuru durumda bir kriyojel iskeleti elde edilmiştir.
Ardından kuru durumdaki kriyojeller, AIBN başlatıcısı içeren akrilik asit (AAc)-oktadesil akrilat (ODA)
monomerlerinin etanoldeki çözeltisine daldırılarak bu çözeltinin kriyojel gözeneklerine dolması sağlanmıştır.
Gözenekleri AAc-ODA monomerleri ile dolan fibroin kriyojelleri, son olarak 50 °C’ye maruz bırakılmış,
böylece AAc ve ODA’nın polimerleşip fiziksel çapraz bağlanması ile gözenekler içinde mikro-organojel
fazı yaratılmıştır. Mikro-organojel yüklü fibroin kriyojelleri, çalışma kapsamında organo-hidrokriyojel
(OHK) olarak adlandırılmıştır. OHK’ler başlangıç haline göre, yani gözenekleri boş olan bir kriyojele göre
mekanik özelliklerinin dramatik bir şekilde iyileşmesinin yanında, ortam sıcaklığına bağlı değişen mekanik
ve viskoelastik özellikler ile şekil hafıza özelliğine de sahip olmuştur. Örneğin, 25 °C’deki bir OHK’nın
elastik modülünde 65 °C’ye ısıtma ile yaklaşık on katlık bir düşüş olmaktadır. Ayrıca bu sıcaklıkta malzeme
kolayca geçici bir şekle sokularak sıcaklığın düşürülmesi ile bu şekli sabitleyebilmektedir. Sıcaklığın
tekrardan arttırılması ile malzeme tekrardan eski şeklini geri kazanmaktadır. Tüm bu akıllı özellikler, kriyojel
gözenekleri içerisindeki poli(ODA)’nın oktadesil yan zincirlerinin tersinir olarak eriyip kristallenmesi ile
gerçekleşmektedir.
Referanslar
[1.] Vepari, Charu, & David L. Kaplan. Prog. Polym. Sci., 32.8-9 (2007): 991-1007.
[2.] Yetiskin, Berkant, Caner Akinci, & Oguz Okay., Polymer., 128 (2017): 47-56.
[3.] Yetiskin, Berkant, & Oguz Okay. Int. J Biol. Macromol. 122 (2019): 1279-1289.
Anahtar Kelimeler: Hidrojel, Kriyojel, Akıllı Polimerik Malzemeler, Fibroin, Organojel