1. GİRİŞ
Polimerlerden elde edilen liflerin çapları mikrometrelerden nanometrelere düştüğünde farklı
karakteristikler ortaya çıkmaktadır. Yüksek yüzey alan/ hacim oranı, geliştirilmiş yüzey özellikleri,
bilinen herhangi bir materyal formuna göre daha iyi mekanik performans gibi özellikler bunlardan
bazılarıdır. Bu özellikler nanolifleri pek çok önemli uygulama alanı için optimum adaylar yapmaktadır.
Bu uygulama alanları içerisinde biyomedikal uygulamalar en dikkat çekici olanlardır.
Nanolifler; elektrolif çekim yöntemiyle (electrospinning), çekim prosesi ile, şablon sentezi ile, faz ayırma
işlemi ile ve kendiliğinden paketlenme yöntemiyle üretilebilirler. [1-2]. Ayrıca; “meltblowing” işlemi ile, Doğan G., Başal G. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 58-70
ayrılabilir bikomponent lif üretim tekniğiyle ve kısmen çözünür bikomponent lif üretim tekniği ile de
nanoliflerin elde edilebildiği bilinmektedir [3]. Elektrolif çekim yöntemi 1930’lardan beri bilinen bir
yöntemdir. Elektrolif çekim yöntemi polimerlerden nano-ölçekli liflerin tek basamaklı işlemle elde
edilmesidir. Proses; çekilecek olan polimer çözeltisi ya da eriği ile doldurulmuş şırınga ucuna bağlı bir
elektrota (iğneye) yüksek voltaj (5-50 kV) uygulanarak, elektrostatik kuvvetler altında nanoliflerin
üretimi olarak özetlenebilir. Şırınganın pompası istenilen hızda polimer çözeltisini besler. Đğneden çıkan
polimer damlacığı, bu alanda uygulanan yüksek voltaj sayesinde koni oluşturarak karşı elektroda doğru
hareket eder. Bu hareket sırasında çözücü buharlaşır ya da eriyik katı hale geçer ve yüklü, katı lifler
oluşur. Lifler yüksek oranda çekilmiştir ve kolektör üzerine toplanmadan önce yaptıkları rastgele hareket
sırasında incelmişlerdir. Lifler, karşı elektrotun veya bu elektrot üstüne yerleştirilmiş olan bir materyal
üzerinde toplanır. Bu sayede çapları 5nm’den başlayan lifler elde edilmiş olur [4].
Şekil 1. Geleneksel Elektrolif Çekim Düzeneği [5]
Nanolifler gerek sabit bir kolektör üzerine rastgele düzenli halde toplanarak, gerekse hareketli bir
kolektör üzerine yönlendirilmiş halde toplanarak elde edilebilirler. Sabit bir kolektör üzerine nanoliflerin
geleneksel yöntemle toplanması ile gözeneklilikleri yüksek, hacimli nanolifli yapılar elde edilmektedir [6-
7-8]. Yönlü nanolif toplulukları da döner silindir [9-10-11-12-13-14], döner disk [15-16], döner silindir
ile beraber su banyosu [17-18-19], aralarında boşluk bulunan metal plakalar ve halkalar [20-21-22 ve 23-
24], tel ağ kaplı sonsuz kayış [25], tel kaplı tambur [26-27] veya elektrik alan [28-29] kullanarak elde
edilebilirler.
Yönlendirilmiş bu nanolif topluluklarının rastgele düzenli lif topluluğuna göre daha az gözenekli ve daha
yüksek mukavemetli olduğu belirtilmiştir [30]. Ayrıca doku iskelesi uygulamalarında yönlü nanoliflerin
temas kılavuzluğunu sağladığı bilinmektedir. Temas kılavuzluğu teorisine göre; hücrelerin destek
substratının kimyasal, yapısal ve mekanik özellikler ile ilgili doğrultuda migrasyon ihtimali
maksimumdur. Bu durum yönlü nanoliflerin efektif bir hücre oryantasyon kontrolüne izin verdiğini
kanıtlamaktadır [31-32]. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 58-70 Elektrolif Çekim Yöntemine Göre Elde Edilen Biyopolimer Nanoliflerin Đlaç
Salınım Sistemleri, Yara Örtüsü ve Doku Đskelesi Olarak Kullanımları
60
Şekil 2. Yüksek Yönlü, Orta Derecede Yönlenmeli ve
Rastgele Düzenlenmiş Nanolifler (ölçek çizgisi 10µ’dur) [41]
Gerek rastgele düzenli gerekse yönlendirilmiş nanolif topluluklarının biyomedikal uygulamalarda
boyutları dolayısıyla çok fazla dikkat çektiği söylenebilir. Şekil 3, polimer nanoliflerin bu alandaki
kullanımlarını göstermektedir. Nanolifli yapılar yüksek yüzey alanları, yüksek gözeneklilikleri ve küçük
gözenek boyutları ile doğal ekstra hücresel matrise (ECM) çok benzemektedir. Matris molekülleri
hücrelere gerekli mekanik desteği verebilmek için hücreleri çevreleyen yapıdır [33]. Bu matris, çapları
doku tipine bağlı olarak 50-150 nm arasında değişen iki tip makromolekülden oluşmaktadır: proteoglycan
ve fibrilli proteinler [6].
Şekil 3. Polimer Nanoliflerin Biyomedikal Alanlarda Kullanımları [34]
2. DOKU ĐSKELESĐ, YARA ÖRTÜSÜ VE ĐLAÇ SALINIM SĐSTEMĐ ÜRETĐMĐNDE
KULLANILAN POLĐMERLER
Doku iskelesi malzemesinin hammaddesi vücut hücreleri ile biyouyumluluk dolayısıyla çok dikkatli
seçilmelidir. Biyouyumluluk iskelelerin yüzey kimyasına bağlıdır. Bunu da materyal özellikleri
belirlemektedir [33]. Kullanılacak materyalin kimyasal olarak inert olması ve filtre edilebilir
safsızlıklardan uzaklaştırılmış olması, uygun fiziksel yapıda olması gerekmektedir [35]. Tablo 1’de
kullanılan doğal ve sentetik polimerler görülmektedir.
Tablo 1. Đlaç salınım sistemleri, yara örtüleri ve doku iskeleleri üretiminde kullanılan polimerler
Kullanılan Polimer Üretim Şekli Uygulama Alanı Referans
Rastgele/ Yönlü Sinir doku iskelesi 36, 37
Rastgele Ilaç salınımı 38,39, 40 PLLA Rastgele/ Orta derecede yönlü/
Yüksek yönlenmeli
Sinir doku iskelesi 41
PLLA/n-TCP Yönlü Doku iskelesi 42
PLLA ve PEG Rastgele Ilaç salınımı 43
PPDO/PLLA-b-PEG Rastgele Deri ve kıkırdak doku iskelesi 44
P(LLA-CL) Yönlü Kan damarı doku iskelesi 45
Rastgele ve koaksiyel Ilaç salınımı 46
Yönlü Yumuşak doku ve sinir doku
iskelesi
Sentetik Polimerler
18, 31
PCL
Rastgele Deri doku iskelesi, Kalp doku
iskelesi
47, 48 Doğan G., Başal G. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 58-70
61
Rastgele/ Yönlü Doku iskelesi 49
PCLEEP Yönlü Sinir doku iskelesi 50
PCL ve PEG Rastgele Yara örtüsü 51
PCL ve PEG Ratgele ve koaksiyel Ilaç salınımı 52
PEG-b-PCL Rastgele Deri doku iskelesi 53
PLGA/PCL Yönlü ve tüp şeklinde iskele Sinir doku iskelesi 54
PLGA Rastgele Bağ doku iskelesi, ilaç salınımı 55
PLGA (doğal portein, jelatin,
elastin ile)
Rastgele Kemik doku iskelesi 56
PLAGA Rastgele Yara örtüsü, ilaç salınımı 57
PU Rastgele Yara örtüsü 58
PAM14 Rastgele Ilaç salınımı 59
PVA Rastgele Yara örtüsü 60
Kolajen, kolajen ve PCL Yönlü Sinir doku iskelesi 61
Kolajen ve PLGA Rastgele Deri doku iskelesi 62
H-Kitosan Rastgele Deri doku iskelesi 63
Kitosan ve PEO Rastgele Kemik doku iskelesi 6
Kitosan ve PLGA Rastgele Yara örtüsü 64
Đpek fibroini Rastgele Kemik kök hücresi, sinir doku
hücresi, kan damarı
65
Đpek fibroini ve PEO Rastgele Yara örtüsü 66
Jelatin Rastgele Yara örtüsü 67
Doğal Polimerler
Jelatin ve PANi Rastgele Kalp kası dokusu 68
3. DOKU ĐSKELELERĐNĐN, ĐLAÇ SALINIM SĐSTEMLERĐNĐN VE YARA ÖRTÜLERĐNĐN
SAHĐP OLMASI GEREKEN ÖZELLĐKLER
Doku mühendisliği uygulamalarındaki gereklilikleri karşılayabilmek için; doğal ve sentetik polimerler ile
üretilen iskelelerin ve ilaç salınım sistemlerinin sahip olmaları gereken birtakım özellikler mevcuttur.
Bunlar:
Biyouyumluluk: En önemli özelliklerden birisidir. Biyomateryalin neden olduğu çeşitli doku
tepkilerine pek çok faktör etki etmektedir. Bu faktörler; implantın şekil ve boyutu, kimyasal reaktifliği,
mekanizması, parçalanma hızı ve ürünleri, implantasyon bölgesi olarak sıralanabilir. Đskeleler veya ilaç
salınım sistemleri implante edildikleri dokuda, yara örtüleri yerleştirildikleri bölgede olumlu bağışıklık
tepkileri almalıdır. Olumsuz fizyolojik tepkilere neden olmamalıdır [30]. Yani hücreler ve ev sahibi
doku arasında geçen etkileşimler zarar görmemelidir. Sadece iskelenin veya ilaç salınım sisteminin
sağlam haldeki durumu değil, parçalanma ürünleri de biyouyumlu olmalıdır. Özellikle asidik pH’a
neden olan parçalanma ürünleri çok tehlikelidir [69]. Bu sebeple; iskelelerin, ilaç salınım sistemlerinin
ve yara örtülerinin üretiminde biyopolimerler seçilmektedir.
Biyobozunurluk: Doku iskelelerinin vücutta doğal olarak gerçekleşen prosesler ile makromoleküler
düzeye kadar parçalanması ve vücuttan filtre edilerek veya metabolize olarak atılması istenir [30].
Yapılarına ve bileşenlerinin molekül ağırlıklarına göre parçalanma hızları değişen iskeleler, implant
bölgesinden derece derece parçalanarak yok olurlar. Đskele üretiminde kullanılan polimerlerin
biyobozunurluklarını etkileyen faktörler arasında kimyasal yapı ve kompozisyon, iyonik grupların
varlığı, molekül ağırlığı ve dağılımı, morfoloji (amorf/ yarı kristalin, mikroyapılar), işlem koşulları,
implantasyon bölgesi, fizikokimyasal faktörler (iyon değişimi, iyonik güç vb.), fiziksel faktörler (şekil
ve boyut değişiklikleri, difüzyon katsayısı varyasyonları, mekanik mukavemet vb), hidroliz
mekanizması gibi daha peç çok faktör sayılabilir [69].
Uygun parçalanma hızı: Çok önemli ve gerçekleştirilmesi güç bir konudur. Đskele yüklenen kuvveti
karşılamak ve yeni oluşan dokuyu desteklemek zorundadır. Eğer yeni doku oluşurken iskeleler çok hızlı
bir şekilde parçalanırsa, yeni doku uygulanan kuvvetleri karşılayamayacak kadar güçsüz olduğundan
ters bir etki yapacaktır. Diğer taraftan parçalanma çok yavaş gerçekleşirse, büyüyen doku üzerinde Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 58-70 Elektrolif Çekim Yöntemine Göre Elde Edilen Biyopolimer Nanoliflerin Đlaç
Salınım Sistemleri, Yara Örtüsü ve Doku Đskelesi Olarak Kullanımları
62
gerilim artışı olur ve esasen dokunun taşıması gereken yükü iskele taşıdığından gelişim sırasında yeni
doku yeterince güçlenemez. Bu sebeple mekanik mukavemet, molekül ağırlığı, bozunma türü gibi pek
çok parametre çok dikkatli seçilmelidir [30]. Đlaç salınım sistemleri de ilaçları istenilen hızlarda
kontrollü bir şekilde salmak için; kimyasal yapıları değiştirilerek parçalanma hızları farklı olacak
şekilde üretilebilirler. Günümüzde pek çok biyoparçalanabilir polimer ile başarılı ilaç salınım sistemleri
tasarlanmış bulunmaktadır. Maretschek ve ark. PLLA polimerine ilave edilecek olan hidrofil polimer
miktarına bağlı olarak salınım hızları ayarlanabilen ilaç salınım sistemleri elde edilebileceğini
göstermişlerdir [40].
Doku ile uyumlu mekanik özelliklere sahip olma: Đskelenin veya ilaç salınım sisteminin (mukavemet,
modül, dayanıklılık, sertlik ve yumuşaklık gibi) mekanik özellikleri ev sahibi dokunun mekanik
özellikleri ile uyumlu olmalıdır [70]. Böylece doku iyileşmesi gerçekleşene kadar implantın
parçalanması ile riske atılmış olmayacaktır. Mekanik özelliklerin kontrol edilmesi oldukça zordur.
Đmplantasyon bölgesinde stabil mekanik özelliklerin başarılması, hücre ve doku yeniden modellenmesi
için önemlidir. Yeniden modellenme fazında implantın yapısal bütünlüğünün in-vitro ve in-vivo
çalışmalarda koruması gerekmektedir [30].
Yapısal özellikler: Đskeleler; hücre bağlanmasına, büyümesine, çoğalmasına ve farklılaşmasına, ayrıca
ekstra hücresel matriks oluşumuna izin veren yapısal özelliklere sahip olmalıdır. Gözenek boyutları ve
şekilleri, gözeneklilikleri, gözeneklerin bağlanabilirlikleri, geçirgenlikleri iskelenin implante edileceği
bölgeye uygun formda olmalıdır. Đskelenin tamamen katı olması istenmez. Hücrelerin gözeneklerde
tohumlanabilmesi için, gözenek boyutunun hücre boyutunun en az birkaç katı olması gerekir. Ayrıca
besinlerin ve atığın giriş çıkışına, damarlaşmanın oluşumuna izin verilmelidir. Düzgün doku
büyümesini gerçekleştirebilmek için yeterli gözenekliliği bulunmalıdır [30].
Sterilize edilebilirlik: Tüm implante edilebilir materyaller gibi iskelelerin ve ilaç salınım sistemlerinin
de kolay bir şekilde enfeksiyona sebep olmamak için sterilize edilmeleri gerekmektedir. Sterilizasyon
metodunun biyomateryallerin biyoaktifliği üzerinde etkisi olmamalıdır. Kimyasal kompozisyonlarını
değiştirmemelidir. Biyouyumlulukları ve parçalanma özellikleri sterilizasyondan etkilenmemelidir [69].
Yara örtülerinin; biyouyumluluk, biyobozunabilirlik ve yeterli mekanik mukavemeti sağlama
özelliklerinin dışında;
toksinleri, atıkları uzaklaştırma
yara ara yüzünde yüksek nem sağlama
gaz giriş çıkışına izin verme
termal yalıtım sağlama
ikincil enfeksiyonlara karşı yarayı koruma
uzaklaştırıldığında travmatik etki yapmama
partiküllerden ve toksik bileşenlerden arındırılmış olma gibi özellikleri olmalıdır [71].
4. NANOLĐFLERĐN DOKU ĐSKELESĐ UYGULAMALARI
Doku iskeleleri; hasarlı bölgeye diğer dokuların girmesini engelleyecek şekilde boşluk tutucu olarak
görev yapmakta ve dokuya geçici destek görevi görmektedir. Đskeleler ile hücrelerin tutunup büyüyeceği,
gelişeceği, çoğalacağı, göç edeceği ve farklılaşacağı tabaka yaratılmış olur. Elektrolif çekim yöntemi ile;
çeşitli biyopolimerler ile aktif ajanlar ya da proteinler kullanılarak ve işlem parametreleri değiştirilerek
farklı uygulamalara özgü iskeleler dizayn edilebilmektedir. Çözelti viskozitesi, çözelti iletkenliği,
konsantrasyon, yüzey gerilimi, uygulanan voltaj, kolektör mesafesi, kolektör tipi, ortam şartları (sıcaklık,
nem vb.), akış hızı gibi parametreler değiştirilerek çeşitli formlarda ve yönlenmelerde nanolif toplulukları
imal edilebilmektedir. [4-72]. Elektrolif çekim yönteminin bu çeşitliliği çok sayıda araştırmacının
dikkatini çekmiştir. Doğan G., Başal G. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 58-70
63
Corey ve ark. PLLA polimerini elektrolif çekim düzeneğinde 30, 110 ve 250 dev/dak hızlarında döner
silindir kullanarak; sırasıyla rastgele düzenli, orta derecede yönlü ve yüksek yönlenmeli nanolif
toplulukları elde etmiştir. Bu yapıların sırt kök sinir düğümü kültüründe hücre büyümesine etkilerini
karşılaştırmışlardır. Yüksek yönlenmeli nanoliflerin hücre büyüme hızını rastgele düzenlilere göre %20,
orta derecelilere göre %16 arttırdığını bulmuşlardır. Sinir hücrelerinin boylarının da yüksek yönlülerde
daha fazla olduğu bulunmuştur [41]. Khil ve ark. koagülasyon banyosu üzerine çekilen PCL nanoliflerini
daha sonra döner silindir üzerine sararak, nanolifli bir filament üretmişlerdir. Bu filamentten bezayağı
dokuma kumaş yapmış ve yumuşak doku iskelesi olarak kullanmışlardır. Bu dokuma kumaşın kültür
ortamında hücre çoğalmasını desteklediğini belirtmişlerdir [18]. Yang ve ark. PLLA nano/ mikro doku
iskelelerini sinir dokusu onarımında kullanılmak üzere rastgele düzenli ve yönlü nanolif toplulukları
şeklinde elde ederek karşılaştırmışlardır. Sinir kök hücrelerini kullanarak kültür ortamında hücre uzaması
ve farklılaşmasını incelemişlerdir. Uzamanın yönlü nanoliflerde yönlenme boyunca olduğunu
belirtmişlerdir. Hücre farklılaşmasının iskelenin rastgele düzenlenmesi veya yönlenmesi ile herhangi bir
fark göstermediğini; ancak, nanoliflerdeki hücre farklılaşma hızının mikroliflere göre daha fazla olduğunu
göstermişlerdir [36]. Patel ve ark. ise rastgele düzenli, dikey ve paralel yönlü nanolif topluluklarından
elde ettikleri iskelelerin deri fibroblast kültüründeki sonuçlarını değerlendirmişlerdir. Yara alanına göç
eden fibroblast sayısını belirleyebilmek için immünfloresans nükleer boyama tekniği kullanmış ve yara
eksenine dikey yönlü iskelede, fibroblast sayısının maksimum olduğunu bulmuşlardır (Şekil 4). [37].
Şekil 4. Patel ve ark.’nın ürettikleri PLLA nanolif toplulukları [37]
Bhattarai ve ark. ile Li ve ark. doğal ve sentetik polimerlerden ürettikleri nanolifli iskeleleri kültür
ortamında denemişler ve iskelelerin, kemik doku onarımı için başarılı bir şekilde kullanılabileceğini
söylemişlerdir. [6-28]. Ishii ve ark. ile Li ve ark. sentetik polimerlerden rastgele düzenli olarak ürettikleri
nanolifler üzerinde kalp kası hücrelerinin geliştiğini görmüşlerdir [48-68].
Araştırmacılar genellikle biyopolimerlerden ürettikleri nanolifli iskelelerin morfolojilerini çeşitli görüntü
analiz teknikleri ile belirledikten sonra kültür ortamı denemeleri gerçekleştirmişlerdir. In-vitro (kültür)
denemelerinden olumlu sonuç alındıktan sonra, in-vivo çalışmaların yapılabileceğini belirtmişlerdir.
Panseri ve ark., elektrolif çekim yöntemi ile elde ettikleri nanoliflerden oluşan tüp şeklindeki iskeleyi
farelerin siyatik sinirine (10 mm’lik sinir boşluğuna) yerleştirmiş ve operasyondan 4 ay sonra yeni
dokunun oluşarak bağlantının gerçekleştiğini, kolajen doku depolanmasının meydana geldiğini
belirtmişlerdir [54].
4. NANOLĐFLERĐN ĐLAÇ SALINIM SĐSTEMĐ UYGULAMALARI Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 58-70 Elektrolif Çekim Yöntemine Göre Elde Edilen Biyopolimer Nanoliflerin Đlaç
Salınım Sistemleri, Yara Örtüsü ve Doku Đskelesi Olarak Kullanımları
64
Đlaç salınım sistemleri, fizyolojik veya kimyasal bir tetikleyici vasıtasıyla tedavi yönetimini kontrol
edebilen bir ortam içerisinden özel olarak seçilen vücut bölümüne ilacın salınmasını sağlayan sistemlerdir
[73]. Đlaç salınım sistemleri, birleştirildikleri ilaçların biyodağıtımını ve farmakokinetiğini (ilaçların vücut
içerisindeki emilme, dağılma, biyotrasnformasyon, eliminasyon gibi proseslerini) değiştirmek üzere
tasarlanırlar. Đlaç deposu fonksiyonu görürler. Đlaç salınım sistemi ile ilaç uyumlu olmalıdır [74]. Đlaç
salınım sistemlerinin hastaya rahatsızlık vermemesi istenir. Yüksek dozajlarda ilaç yüklenmesine izin
veren yapıda olmalı ve uzaklaştırılması kolay olmalıdır [35].
Geleneksel ilaç salınım sistemleri ağızdan, damar içine alınan, teneffüs edilen olmak üzere farklıdırlar.
Bu geleneksel molekül salınım sistemleri ilaçları taşıması için vücuda güvenmektedir. Dolayısıyla pasif
bir sistemdir. Öncelikle, moleküller vücut içerisinde belirli bir biçimde dağılmazlar. Pek çok ilacın lokal
etkisinden çok sistemik etkileri olduğu için, istenmeyen yan etkileri uygulamalarına sınır getirebilir.
Đkinci olarak, ilaçlar hidrolize, pH değişikliklerine veya enzimatik parçalanmalara maruz kalabilirler. Bu
sebeple, efektif bir konsantrasyona ulaşamayabilir veya hasarlı bölgede uzun süre efektifliğini
koruyamayabilir. Bunu telafi etmek için yapılabilecek bir şey ilaç dozunun arttırılmasıdır ki, bu da
istenmeyen yan etkilerin artması anlamına gelir [69].
Đlaç salım sistemlerinin temel avantajı pek çok ilacın aynı anda verilebilmesi ve kandaki ilaç seviyesinin
zaman içerisinde sabit kalmasıdır (Şekil 6). Đlaç salım sistemlerinin en büyük dezavantajları implantasyon
için operasyon gerektirmesi olarak belirtilebilir [35].
Şekil 6. Kandaki Đlaç Miktarı a-Geleneksel Đlaçlar ile b-Kontrollü Đlaç Salınım ile [35]
Đlaç salınım sistemlerinin bu temel avantajlarına bağlı olarak pek çok araştırmacı elektrolif çekim yöntemi
ile elde edilen biyopolimer nanoliflerden salınım sistemleri üretmişlerdir. Koaksiyel yapıdaki nanolifleri
rastgele düzenli olarak elde eden Jiang ve ark ile Liao ve ark. sığır serum albuminin kontrollü olarak
salınımını incelemişler ve biyoaktifliğini kaybetmemiş proteinlerin salınımı için kullanılabileceğini
belirtmişlerdir [52-46]. Piras ve ark. PAM14’e insan serum albumini ve diklofenak sodyum yüklenerek
çok fonksiyonlu bir sistemin oluşturulabileceğini görmüşlerdir [59]. Katti ve ark. PLAGA nanoliflerini
hem tek başlarına hem de geniş spektrumlu bir antibiyotik yükleyerek üretmişler ve yaralara müdahale
için antibiyotik teslim sistemi olarak görev yapabileceğini vurgulamışlardır [57].
5. NANOLĐFLERĐN YARA ÖRTÜSÜ OLARAK KULLANIMLARI
Yeni nesil tıbbi tekstiller olarak nitelendirilebilecek nanolifler yara örtüsü olarak kullanımda da büyük bir
gelişme göstermektedir. Yara örtülerinin; bakteriyostatik, hemostatik (kan durdurucu) etkiye sahip,
antiviral, mantarların üreyip gelişmesini engelleyecek yapıda, toksik madde içermeyen, yüksek emiciliğe Doğan G., Başal G. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 58-70
65
sahip, alerjik olmayan, nefes alabilen, biyouyumlu, yeterli mekanik mukavemeti sağlayacak kadar güçlü
olmaları istenir [76].
Vücudun en dıştaki organı olan deri çok farklı fonksiyona sahiptir. Hasarlı derinin rejenerasyonu;
hücreler, doğal ekstra hücresel matris molekülleri ve çözülebilir arabulucular arasındaki karmaşık doku
etkileşimlerini içerir. Bu etkileşimler doku yenilenmesi ile sonuçlanmaktadır. Çeşitli yara örtüleri derinin
yeniden büyümesi için gerekli ortam koşullarını sağlamayı amaçlar. Yara çevresel tehditlerden ve bakteri
nüfuziyetinden korunmalıdır. Pek çok modern yara örtüsü, iyi uyum gösteren iki katmanlı yapıdadır.
Birisi yoğun tabakadır ve bakteri penetrasyonunu engeller. Đkinci yapı da gevşek, yara salgılarını emen ve
yeni oluşan dokuya yaşayacak yer temin eden yapıdır [75].
Yara iyileştirme kompleks ve dinamik bir prosestir. Normal yara iyileşme fizyolojisi hemostasis,
alevlendirme, tanelenme ve olgunlaşma fazlarını içerir. Bu fazlar için gerekli koşulları sağlayacak olan
yara örtüleri son 15 yıldır pazardaki yerlerini almışlardır. Yara karakteristiğine, iyileşmeye, hasta
ihtiyaçlarına göre farklı örtüler tasarlanmaktadır [73]. Khil ve ark. elektrolif çekim yöntemi ile üretilmiş
poliüretanı yara örtüsü olarak kullanmışlardır. Đyi bariyer özelliklerine sahip olan poliüretanın oksijen
geçirgenliğinin yüksek olduğunu, domuzlar üzerinde oluşturulan yaralarda 15. günde epitelyum doku
rejenerasyonunun görüldüğünü bildirmişlerdir [58]. Gümüş iyonları yüklenmiş biyopolimerler ile üretilen
antibakteriyel nanolifli yara örtülerinin çeşitli bakterilere karşı etkin koruma sağladığı da bildirilmiştir
[67-51].
6. SONUÇ
Elektrolif çekim yöntemi ile biyopolimerlerden üretilen nanolifler sahip oldukları özellikleri dolayısıyla
biyomedikal alanlarda oldukça büyük fırsatlar sunmaktadır. Bu literatür çalışmasında da bahsedildiği
gibi; biyopolimer nanoliflerin gerek doku iskelesi ve ilaç salınım sistemi olarak, gerekse yara örtüsü
olarak kullanımlarının uygulamalarda çeşitli avantajlar sağladığı belirtilmiştir. Moleküler ve atomik
seviyede nano malzemelerin tam kontrollü olarak üretimini, vücuttan en iyi tepkileri alan ve hücre
davranışının en iyi kontrolüne izin veren yapıdaki iskelelerin, ilaç salınım sistemlerinin ve yara
örtülerinin üretimini amaçlayan çalışmaların devam edeceği düşünülmektedir.
7. KAYNAKLAR
1. Huang Z.M., Zhang Y.Z., Kotaki M., Ramakrishna S., 2003, “A review on polymer nanofibers by
electrospinning and their applications in nanocomposites”, Composite Science and Technology, 63,
2223-2253.
2. Kumbar S.G., James R., Nukavarapu S.P. and Laurencin C.T, 2008, “Electrospun nanofiber
scaffolds: engineering soft tissues”, Biomedical Materials, 3, 1-15.
3. Goddard III W.A., Brenner D.W., Lyshevski S.E., Iafrate G.J., 2007, “Handbook of Nanoscience
Engineering and Technology, CRC Press 2nd Edition, Section 4 Manipulation and Assebmly, 21
Textile Nanotechnologies.
4. Zeng J., 2003, “Meso- and nano- Scaled Polymer Fibers and Tubes, Fabrication, Functionalization
and Characterization”, Erlangung des Doktorgrades, Fachbereich Chemie der Philipps-Universität
Marburg, Lahn.
5. Grenier A., Wendorff J.H., 2007, “Eelctrospinning: A Fascinating Method fort he Preparation of
Ultrathin Fibers”, Angewandthe Chemie Int. Ed., 46, 5670-5703. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 58-70 Elektrolif Çekim Yöntemine Göre Elde Edilen Biyopolimer Nanoliflerin Đlaç
Salınım Sistemleri, Yara Örtüsü ve Doku Đskelesi Olarak Kullanımları
66
6. Bhattarai N., Edmondson D., Veiseh O., Matsen F.A., Zhang M., 2005, “Electrospun chitosan-based
nanofibers and their cellular compatibility”, Biomaterials, 26, 6176-6184.
7. Wang M., Jin H.J., Kaplan D.L., Rutledge G.C., 2004, “Mechanical Properties of Electrospun Silk
Fibers”, Macromolecules, 37, 6856-6864.
8. Zhang Y.Z., Su B., Ramakrishna S., Lim C.T., 2008, “Chitosan Nanofibers from an Easily
Electrospinnable UHMWPEO-Doped Chitosan Solution System”, Biomacromolecules, 9, 136–141.
9. Fennessey S.F., Farris R.J., 2004, “Fabrication of aligned and molecularly oriented electrospun
polyacrylonitrile nanofibers and the mechanical behavior of their twisted yarns”,
Polymer, 45, 4217-4225.
10. Hou H., Ge J.J., Zeng J., Li Q., Reneker D.H., Greiner A., Cheng S.Z.D., 2005, “Electrospun
Polyacrylonitrile Nanofibers Containing a High Concentration of Well-Aligned Multiwall Carbon
Nanotubes”, Chemical Materials, 17, 967-973.
11. Lee K.H., Kim K.W., Pesapane A., Kim H.K., Rabolt J.F., 2008, “Polarized FT-IR Study of
Macroscopically Oriented Electrospun Nylon-6 Nanofibers”, Macromolecules, 41, 1494-1498.
12. Wannatong L., Sirivat A., Supaphol P., 2004, “Effects of solvents on electrospun polymeric fibers:
preliminary study on polystyrene”, Polymer International, 53,1851–1859.
13. Pan H., Li L., Hu L., Cui X., 2006, “Continuous aligned polymer fibers produced by a modified
electrospinning method”, Polymer, 47, 4901–4904.
14. Wang X., Zhang K., Zhu M., Yu H., Zhou Z., Chen Y., Hsiao B.S., 2008, “Continuous polymer
nanofiber yarns prepared by self-bundling electrospinning method”, Polymer, 49, 2755–2761.
15. Bazbouz M.B., Stylios G.K., 2008, “Novel mechanism for spinning continuous twisted composite
nanofiber yarns”, European Polymer Journal, 1–12.
16. Theron A., Zussman E., Yarin A.L., 2001, “Electrostatic field-assisted alignment of electrospun
nanofibres”, Nanotechnology, 12, 384-390.
17. Smit E., Bőttner U., Sanderson R.D., 2005, “Continuous yarns from electrospun fibers”, Polymer,
46, 2419–2423.
18. Khil M.S., Bhattarai S.R., Kim H.Y., Kim S.Z., Lee K.H., 2005, “Novel Fabricated Matrix Via
Electrospinning for Tissue Engineering”, Journal of Biomedical Materials Research, Vol 72 (1), 117-
124.
19. Teo W.E., Gopal R., Ramaseshan R., Fujihara K., Ramakrishna S., 2007, “A dynamic liquid support
system for continuous electrospun yarn fabrication”, Polymer, 48, 3400-3405.
20. Li D., Wang Y., Xia Y., 2003, “Electrospinning of Polymeric and Ceramic Nanofibers as Uniaxially
Aligned Arrays”, Nano Letters, Vol 3, No 8, 1167-1171.
21. Jalili R., Morshed M., Ravandi S.A.H., 2006, “Fundamental Parameters Affecting Electrospinning of
PAN Nanofibers as Uniaxially Aligned Fibers”, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 101,
4350–4357. Doğan G., Başal G. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 58-70
67
22. Teo W.E., Ramakrishna S., 2005, “Electrospun fibre bundle made of aligned nanofibres over two
fixed points”, Nanotechnology, 16, 1878–1884.
23. Dalton P.D., Kleea D., Mıller M., 2005, “Electrospinning with dual collection rings”, Polymer, 46,
611–614.
24. Wu Y., Carnell L.A., Clark R.L., 2007, “Control of electrospun mat width through the use of parallel
auxiliary electrodes”, Polymer, 48, 5653-5661.
25. Mondal A., Borah R., Mukherjee A., Basu S., Jassal M., Agrawal A.K., 2008, “Electrospun SelfAssembled Nanofiber Yarns”, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 110, 603–607.
26. Katta P., Alessandro M., Ramsier R.D., Chase G.G., 2004, “Continuous Electrospinning of Aligned
Polymer Nanofibers onto a Wire Drum Collector”, Nano Letters, 4 (11), 2215-2218.
27. Lam H.L., 2004, “Electrospinning of Single Wall Carbon Nanotube Reinforced Aligned Fibrils and
Yarns”, Doctor of Philosophy Thesis, Drexel University, 246 p.
28. Li M., Mondrinos M.J., Chen X., Lelkes P.I., 2005, “Electrospun Blends of Natural and Synthetıc
Polymers as Scaffolds for Tissue Engıneering”, Proceedings of the 2005 IEEE, Engineering in
Medicine and Biology 27th Annual Conference, Shanghai, China, September 1-4.
29. Dabirian F., Hosseini Y., Hosseini Ravandi S.A., 2007, “Manipulation of the electric field of
electrospinning system to produce polyacrylonitrile nanofiber yarn”, Journal of Textile Istitute, Vol.
98, No. 3, 237–241.
30. Laurencin C.T., Nair L.S., 2008, “Nanotechnology and Tissue Engineering: The Scaffold”, CRC
Press, 359 p.
31. Beachley V., Wen X., 2003, “Three Dimensional Aligned Individual Nano-fibers For Neural Tissue
Engineering, Research Project”, Clemson-MUSC Bioengineering Program, Clemson University.
32. Venugopal J., Low S., Choon A.T., Ramakrishna S., 2008, “Interaction of Cells and Nanofiber
Scaffolds in Tissue Engineering”, Journal of Biomedical Materials Research Part B, Applied
Biomaterials, 84 (1), 34-48.
33. Subbiah T., Bhat G.S., Tock R.W., Parameswaran S., Ramkumar S.S., 2005, “Electrospinning of
Nanofibers”, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 96, 557–569.
34. Zhang Y., Lim C.T., Ramakrishna S., Huang Z.M., 2005, “Recent development of polymer
nanofibers for biomedical and biotechnological applications”, Journal of Materials Science: Materials
in Medicine, 16, 933-946.
36. Yang F., Murugan R., Wang S., Ramakrishna S., 2005, “Electrospinning of nano/micro scale poly(Llactic acid) aligned fibers and their potential in neural tissue engineering”, Biomaterials, 26, 2603–
2610.
37. Patel S., Kurpinski K., Quigley R., Gao H., Hsiao B.S., Poo M.M., Li S., 2007, “Bioactive
Nanofibers: Synergistic Effects of Nanotopography and Chemical Signaling on Cell Guidance”, Nano Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 58-70 Elektrolif Çekim Yöntemine Göre Elde Edilen Biyopolimer Nanoliflerin Đlaç
Salınım Sistemleri, Yara Örtüsü ve Doku Đskelesi Olarak Kullanımları
68
Letters, Vol 7, No 7, 2122-2128.
38. Zeng J., Yang L., Liang Q., Zhang X., Guan H., Xu X., Chen X., Jing X., 2005, “Influence of the
drug compatibility with polymer solution on the release kinetics of electrospun fiber formulation”,
Journal of Controlled Release, 105, 43–51.
39. Zeng J., Xu X., Chen X., Liang Q., Bian X., Yang L., Jing X., 2003, “Biodegradable electrospun
fibers for drug delivery”, Journal of Controlled Release, 92, 227– 231.
40. Maretschek S., Greiner A., Kissel T., 2008, “Electrospun biodegradable nanofiber nonwovens for
controlled release of proteins”, Journal of Controlled Release, 127, 180–187.
41. Corey J.M., Lin D.Y., Mycek K.B., Chen Q., Samuel S., Feldman E.L., Martin D.C., 2006, “Aligned
electrospun nanofibers specify the direction of dorsal root ganglia neurite growth”, Journal of
Biomedical Materials Research Part A, 636-645.
42. Li X., Yao C., Sun F., Song T., Li Y., Pu Y., 2008, “Conjugate Electrospinning of Continuous
Nanofiber Yarn of Poly(L-lactide)/Nanotricalcium Phosphate Nanocomposite”, Journal of Applied
Polymer Science, Vol 107, 3756-3764.
43. Xu X., Chen X., Xu X., Lu T., Wang T., Yang L., Jing X., 2006, “BCNU-loaded PEG–PLLA
ultrafine fibers and their in vitro antitumor activity against Glioma C6 cells”, Journal of Controlled
Release, 114, 307–316.
44. Bhattarai S.R., Bhattarai N., Yic H.K., Hwangc P.H., Cha D.I., Kim H.Y., 2004, “Novel
biodegradable electrospun membrane: scaffold for tissue engineering”, Biomaterials, 25, 2595–2602.
45. Xu C.Y., Inaic R., Kotakib M., Ramakrishna S., 2004, “Aligned biodegradable nanofibrous structure:
a potential scaffold for blood vessel engineering”, Biomaterials, 25, 877-886.
46. Liao I.C., Chew S.Y., Leong K.W., 2006, “Aligned Core-Shell Nanofibers Delivering Bioactive
Proteins”, Nanomedicine, 1, 4, 465-471.
47. Kim G.H., Kim W.D., 2007, “Highly Porous 3D Nanofiber Scaffold Using an Electrospinning
Technique”, Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials, 81 (1), 104-
110.
48. Ishii O., Shin M., Sueda T., Vacanti J.P., 2005, “In vitro tissue engineering of a cardiac graft using a
degradable scaffold with an extracellular matrix–like topography”, Journal of Thoracic and
Cardiovascular Surgery, 130:1358-1363.
49. Kim T.G., Chung H.J., Park T.G., 2008, “Macroporous and nanofibrous hyaluronic acid/collagen
hybrid scaffold fabricated by concurrent electrospinning and deposition/leaching of salt particles”,
Acta Biomaterialia, 4, 1611–1619.
50. Chew S.Y., Wen J., Yim E.K.F., Leong K.W., 2005, “Sustained Release of Proteins from Electrospun
Biodegradable Fibers”, Biomacromolecules, 6 (4), 2017-2024.
51. Choi J.S., Leong K.W., Yoo H.S., 2008, “In vivo wound healing of diabetic ulcers using electrospun
nanofibers immobilized with human epidermal growth factor (EGF)”, Biomaterials, 29, 587–596. Doğan G., Başal G. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 58-70
69
52. Jiang H., Hu Y., Li Y., Zhao P., Zhu K., Chen W., 2005, “A facile technique to prepare
biodegradable coaxial electrospun nanofibers for controlled release of bioactive agents”, Journal of
Controlled Release, 108, 237–243.
53. Grafahrend D., Calvet J.L., Salber J., Dalton P.D., Moeller M., Klee D., 2008, “Biofunctionalized
poly(ethylene glycol)-block-poly(e-caprolactone) nanofibers for tissue engineering”, Journal of
Materials Science: Materials Medicine, 19, 1479–1484.
54. Panseri S., Cunha C., Lowery J., Carro U.D., Taraballi F., Amadio S., Vescovi A., Gelain F., 2008,
“Electrospun micro- and nanofiber tubes for functional nervous regeneration in sciatic nerve
transections”, BMC Biotechnology, 8, 39, 1-12.
55. Zhao L., He C., Gao Y., Cen L., Cui L., Cao Y., 2007, “Preparation and Cytocompatibility of PLGA
Scaffolds With Controllable Fiber Morphology and Diameter Using Electrospinning Method”,
Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials.
56. Li D., Ouyang G., McCann T.J., Xia Y., 2005, “Collecting Electrospun Nanofibers with Patterned
Electrodes”, Nano Letters, Vol 5, No 5, 913-916.
57. Katti D.S., Robinson K.W., Ko F.K., Laurencin C.T., 2004, “Bioresorbable Nanofiber-Based Systems
for Wound Healing and Drug Delivery: Optimization of Fabrication Parameters”, Journal of
Biomedical Materials Research Part B Applied Biomaterials, 70 (2), 286-296.
58. Khil M.S., Cha D.I., Kim H.K., Kim I.S., Bhattarai N., 2003, “Electrospun Nanofibrous Polyurethane
Membrane as Wound Dressing”, Journal of Biomedical Materials Research, 67 (2), 675-679.
59. Piras A.M., Chiellini F., Chilellini E., 2008, “New Multicomponent Bioerodible Electrospun
Nanofibers for Dual-controlled Drug Release”, Journal of Bioactive and Compatible Polymers, Vol.
23, 423-443.
60. Jia J., Duan Y., Wang S., Zhang S., Wang Z., 2007, “Preparation and Characterization of
Antibacterial Silver-containing Nanofibers for Wound Dressing Applications”, Journal of US-China
Medical Science, Vol 4, No.2, 52-54.
61. Schnell E., Klinkhammer K., Balzer S., Brook G., Kleeb D., Dalton P., Mey J., Guidance of glial cell
migration and axonal growth on electrospun nanofibers of poly-e-caprolactone and a collagen/poly-ecaprolactone blend”, Biomaterials, 28, 3012–3025.
62. Ma K., Yong T., Chan K.C., Ramakrishna S., 2007, “Collagen-Blended Biodegradable Polymer
Nanofibers: Potential Substrates for Wound Healing in Skin Tissue Engineering”, BioMED 2007,
February 14-16, Innsbruck, Austria.
63. Neamnark A., Sanchavanakit N., Pavasant P., Rujiravanit R, Supaphol P., 2008, “In vitro
biocompatibility of electrospun hexanoyl chitosan fibrous scaffolds towards human keratinocytes and
fibroblasts”, European Polymer Journal, 44, 2060–2067.
64. Duan B., Wu L., Yuan X., Hu Z., Li X., Zhang Y., Yao K., Wang M., 2007, “Hybrid nanofibrous
membranes of PLGA/chitosan fabricated via an electrospinning array”, Journal of Biomedical
Materials Research Part A, Vol 83, No 3, 868-878.
65. Zhang F., Zuo B.Q., Zhang H.X., Bai L., 2009, “Studies of electrospun regenerated SF/TSF
nanofibers”, Polymer, 50, 279–285. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 58-70 Elektrolif Çekim Yöntemine Göre Elde Edilen Biyopolimer Nanoliflerin Đlaç
Salınım Sistemleri, Yara Örtüsü ve Doku Đskelesi Olarak Kullanımları
70
66. Jin H.J., Fridrikh S.V., Rutledge G.C., Kaplan D.L., 2002, “Electrospinning Bombyx mori Silk with
Poly(ethylene oxide)”, Biomacromolecules, 3, 1233-1239.
67. Rujitanaroj P., Pimpha N., Supaphol P., 2008, “Wound-dressing materials with antibacterial activity
from electrospun gelatin fiber mats containing silver nanoparticles”, Polymer, 49, 4723–4732.
68. Li M., Guo Y., Wei Y., MacDiarmid A.G., Lelkes P.I., 2006, “Electrospinning polyaniline-contained
gelatin nanofibers for tissue engineering applications”, Biomaterials, 27, 2705–2715.
69. Webster T.J., 2007, “Nanotechnology for the Regeneration of the Soft and Hard Tissues”, World
Scientific Publishing, 237 p.
70. Carlisle C.R., Coulais C., Namboothiry M., Carroll D.L., Hantgan R.R., Guthold M., 2009, “The
mechanical properties of individual, electrospun fibrinogen fibers”, Biomaterials, 30, 1205–1213. 72. Ramakrishna S., Fujihara K., Teo W.E., Lim T.C., Ma Z., 2005, “An Introduction to Electrospinning
74. Allen T.M., Cullis P.R., 2004, “Drug Delivery Systems: Entering the Mainstream”, Science, Vol 303,
1818-1822.
75. Zilberman M., Elsner J.J., 2008, “Antibiotic-eluting medical devices for various applications”,
Journal of Controlled Release, 130, 202–215.
76. Petrulyte S., 2008, “Advanced textile materials and biopolymers in wound management”, Danish
Medical Bulletin, Vol 55, No1, 72-77.
