Metakrilik asitten çıkılarak üç basamakta elde edilerek yapısal ve termal karakterizasyonu
yapılan poli(2-metil propiyolakton) (PmPL)’den cam lamellere çözelti dökme tekniği ile
hazırlanan örneklerin PBS (phosphate buffer saline) tamponunda ve ayrıca hem trypsin hem
de pankreatik lipaz (porcine pancrease lipase) varlığında biyobozunurluğu 5 hafta süresince
incelenmiştir.
PmPL örneklerinin bozunma ortamlarındaki kütlelerinin değişimi belirlenerek bozunma
kinetiği hakkında bilgi sahibi olunmuştur. Her üç ortamdaki bozunma çalışmasında da
polimerin yarı-kristal özelliğine bağlı olarak kütle kayıp hızının ilk aşamalarda yüksek
olduğu daha sonra bu hızda azalma olduğu belirlenmiştir. Bu davranış, amorf bölgelere
enzim ve iyon difüzyonunun daha hızlı olmasına ve öncelikli bozunmanın bu bölgelerde
olduğuna yorulmuştur. 5 haftalık bozunma testlerinde göze çarpan bir başka sonuç %70’e
varan kütle kaybının gözlendiği, trypsin ve lipaz enzimlerinin bozunmayı hızlandırdığıdır.
Suda çözünür hale geçen polimer fragmanlarının tesbiti için yapılan kütle spektrometrisi
çalışması beklendiği üzere hidroksi asitlerin oluşumunu göstermiştir. Monomer ve dimer
düzeyindeki hidroksi asitlerin varlığı her üç ortamdaki bozunmanın da ester hidrolizi
mekanizması ile yürüdüğünü göstermektedir.
Sentezlenen ve karakterize edilen PmPL örneklerinin hidrolitik ve iki farklı enzim varlığında
biyodegradasyonunun incelenmesi tez çalışmanın yenilikçi yönüdür. Bu kapsamda,
PmPL’nin hidrolitik ve enzimatik olarak biyobozunurluğunun saptanması, lipaz ve trypsin
enzimlerinin bozunurluğu katalizlediği, bozunma ürünlerinin monomerik ve dimerik hidroksi
asitler olduğu, bozunmanın ester bağının hidrolizi üzerinden yürüdüğü tez çalışmasının en
önemli sonuçlarıdır.
Her ne kadar çıkış maddesinin ucuzluğu ve nispeten az basamakta sentezlense de PmPL
günlük hayatta kullanım için maliyeti yüksek bir malzeme olacaktır. Biyomedikal
uygulamalarda yer bulabilmesi için ise, gelecekte PmPL’un sitotoksisite, genotoksisite
testleri, hücre tutma (adsorpsiyon) özellikleri vb. birçok biyolojik testleri yapılarak
biyomalzeme olarak kullanılabilirliği ile ilgili çalışmalar yapılabilir. Bu testlerden de olumlu
sonuçlar alınması durumunda, PmPL mevcut polimerlere alternatif olacak yeni bir polimerik
malzeme olarak tanımlanabilir.
At the first stage of the thesis study, poly(2-methyl propiolactone) (PmPL) was
obtained from methacrylic acid by three steps and performed structural and thermal
characterization. Then, biodegradation of the samples prepared by solution-cast
technique were investigated in PBS (phosphate buffer saline) buffer and also in the
presence of both trypsin and pancreatic lipase (porcine pancreatic lipase) during 5
weeks.
The changes in the masses of the PmPL samples in the degrading media were
determined and their degradation kinetics were evaluated. Depending upon the semicrystalline properties of the polymer, mass loss rates in the first stage of the
degradation were determined as higher than those in latter stages for the three media.
This behavior was attributed to faster diffusion of enzymes and ions into the
amorphous region and it is concluded that degradation occurs primarly in the
amorphous regions. Another important result is observation of mass loss up to 70%
in the 5-weeks biodegradation tests and catalytic effects of trypsin and lipase
enzymes.
Mass spectrometry study performed for determination of polymeric fragments that
become water-soluble exhibited that hydroxy acids occur at the end of
biodegradation process. Existence of the monomeric and dimeric hydroxy acids in
the mass spectra show that biodegradation undergoes by a mechanism through ester
hydrolysis.
Innovative aspect of the thesis study is to examine the hydrolytic degradability of the
PmPL samples in buffer and biodegradability in the existence of two different types
of enzymes. Within this context, determination of hydrolytic and enzymmatic
degradation of PmPL, catalytic effect of trypsin and lipase enzymes, degradation
products being monomeric and dimeric hydroxy acids and degradation undergoing
ester bond hydrolysis are critical results of the thesis study.
Although synthesis of PmPL require cheap raw material and relatively few steps, it
seems to be costly to use it in daily life. For biomedical applications, it requires to be
performed many biological tests and studies such as sitotoxicity, genotoxicity and
