Dental uygulamalarda yumuşak doku genişletici hidrojellerin sentezi, karakterizasyonu ve şişme kinetiği

Abstract

Hidrojeller, su absorplama ve desorplama yeteneğine sahip hidrofilik homopolimer veya kopolimerlerden meydana gelen çapraz bağlanmış üç boyutlu ağ yapılarıdır. Doğal veya sentetik polimerlerden ya da her ikisinin belirli bir oranda kombinasyonuyla sentezlenebilirler. Doğal polimer bazlı hidrojeller canlı dokularda toksik etki göstermediklerinden yüksek biyouyumludur. Hidrojeller su içerisinde karakteristik özelliklerine bağlı olarak belirli bir denge hacmine kadar şekillerini koruyarak şişerler. Yumuşak doku genişletme, doku eksikliklerinin giderilmesinde uygulanan bölgedeki sağlıklı komşu dokuların farklı teknik ve yöntemlerle tedavide kullanılmasıdır. Bu çalışmada, dental uygulamalarda yumuşak doku genişletici olarak kullanılması planlanan kitosan, kitosan-hyaluronik asit, kitosan-jelatin, jelatin-hyaluronik asit ve kitosan/hyaluronik asit/jelatin hidrojellerinin sentezi ve karakterizasyonu gerçekleştirilerek şişme davranışları ve şişme kinetikleri incelenmiştir. Kitosan hidrojellerinin sentezinde %0.4'lük ve %0.6'lık konsantrasyonlara sahip farklı glutaraldehit (GA) çapraz bağlayıcı konsantrasyonu kullanılmıştır. Farklı çapraz bağlayıcılar (glutaraldehit ve hidroksiapatit) kullanılarak kitosan-hyaluronik asit hidrojelleri sentezlenmiştir. Hidroksiapatitin çapraz bağlayıcı olarak kullanıldığı sentez gama radyasyon sentezi ile gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen hidrojellere distile su içerisinde dinamik şişme testleri uygulanarak şişme davranışları ve şişme kinetiği incelenmiştir. Yumuşak doku genişletici olarak kullanılması ön görülen hidrojellerin 5-Fluorourasil antikanser ilacında şişme davranışları incelenmiş ve ilaç emilimleri belirlenmiştir. Sentezlenen hidrojellerin karakterizasyonu Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) ile yapılmış ve yüzey morfolojileri Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Çalışma sonucunda, dengede %1363 kütlece şişme oranıyla en uygun şişme profili glutaraldehit çapraz bağlayıcı kullanılarak sentezlenen kitosan-ko-hyaluronik asit (GA) hidrojelinde görülmüştür. Dental uygulamalardaki yumuşak doku genişletici olarak, hidrofilik yapısı nedeni ile en yüksek derecede şişme kapasitesi ve ilaç emilimi nedeniyle kitosan-ko-hyaluronik asit (GA) hidrojelinin kullanabileceği öngörülmüştür.

Hydrogels are cross-linked three-dimensional network structures consisting of hydrophilic homopolymer or copolymers capable of absorbing and desorbing water. They can be synthesized from natural or synthetic polymers or a combination of both in a certain ratio. Natural polymer-based hydrogels are highly biocompatible as they do not show toxic effects on living tissues. Hydrogels swell in water, keeping their shape up to a certain equilibrium volume, depending on their characteristic features. Soft tissue expansion is the use of healthy neighboring tissues in the area applied in the treatment of tissue deficiencies with different techniques and methods. In this study, the swelling behavior and swelling kinetics of chitosan, chitosan-hyaluronic acid, chitosan-gelatin, gelatin-hyaluronic acid and chitosan/hyaluronic acid/gelatin hydrogels planned to be used as soft tissue expanders in dental applications were investigated. Different glutaraldehyde (GA) crosslinker concentrations with 0.4% and 0.6% concentrations were used in the synthesis of chitosan hydrogels. Chitosan-hyaluronic acid hydrogels were synthesized using different crosslinkers (glutaraldehyde and hydroxyapatite). The synthesis in which hydroxyapatite was used as a crosslinker was carried out by gamma radiation synthesis. Swelling behavior and swelling kinetics were investigated by applying dynamic swelling tests in distilled water to the synthesized hydrogels. The swelling behavior of the hydrogels, which are intended to be used as a soft tissue expander, in 5-Fluorouracil anticancer drug was examined and drug absorptions were determined. The characterization of the synthesized hydrogels was done by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) and their surface morphologies were examined by Scanning Electron Microscopy (SEM). As a result of the study, the most suitable swelling profile with a mass swelling ratio of 1363% at equilibrium was observed in the chitosan-co-hyaluronic acid (GA) hydrogel synthesized using glutaraldehyde crosslinker. It is predicted that chitosan-co-hyaluronic acid (GA) hydrogel can be used as a soft tissue expander in dental applications due to its hydrophilic structure, due to its highest swelling capacity and drug absorption.