Akademik Veri Yönetim Sistemi
Hasanoğlu A. M.(Yürütücü), Küçük İ., Gündüz O., Eren F., Çalhan A.
Türkiye Sağlık Enstitüleri Başkanlığı (TÜSEB) Araştırma Projesi, 2023 - 2025
Dünya nüfusunun yaklaşık %10’u kronik böbrek hastalığından muzdariptir ve 2 milyondan fazla insan kronik böbrek yetmezliğinden
dolayı hemodiyaliz tedavisi görmektedir. Böbrek yetmezliğinde kandaki üremik toksin miktarının artması insan sağlığını ciddi şekilde
etkiler. Hemodiyaliz tedavisi kanı üremik toksinlerden arındırmak için yaygın olarak kullanılmakta ve serumdaki üre ve kreatinin
seviyeleri böbrek fonksiyonunun izlenmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Yapay böbrek olarak da bilinen hemodiyaliz, kanın vücut
dışında bir makine aracılığıyla temizlenmesinin ardından tekrar dolaşım sistemine verilmesi yöntemidir. Hemodiyaliz işlemlerinde
kullanılan membranların biyouyumluluğu ve akısı oldukça önemlidir. Selülozik membranlar, belirgin hidrofilik doğalarına rağmen
genellikle düşük akılı membranlar olarak bilinir. Bunun nedeni simetrik yapıları ve küçük gözenek boyutlarıdır. Selülozik membranlar
üre gibi suda çözünür küçük moleküllerin difüzyonu için uygun yapıya sahiptir. Bu projede, yapay böbrek uygulamalarında kullanılmak
üzere metal organik kafes (MOF) katkılı, bakteriyel selüloz (BS) tabanlı membranlar sentezlenecektir. Selüloz, doğada bol miktarda
bulunması ve mekanik dayanıklılık, biyouyumluluk, hidrofiliklik ve mükemmel termostabilite gibi özellikleri göz önüne alındığında, pek
çok endüstriyel alan için umut verici ve sınırsız bir hammadde kaynağıdır. Selüloz sentetik olarak üretilebildiği gibi bakteri tarafından
sentezlenerek de üretilebilir. Çeşitli mikroorganizmaların fermantasyonu ile düşük maliyette, büyük ölçekte ve çevre dostu yöntemle
saf olarak elde edilen bakteriyel selüloz (BS) membran ayırma uygulamaları için oldukça uygun bir biyomalzemedir. BS, yüksek selüloz
saflığı, mekanik mukavemet, yüksek kristallik ve biyolojik olarak parçalanabilirlik gibi spesifik ve mükemmel özelliklerinden dolayı
önde gelen araştırma alanlarındandır.
BS, ayırma işlemlerinde MOF nanoparçacıkları ile kompozitler halinde de kullanılmıştır. Metal veya metal kümelerden oluşan
düğümlerin birbirine organik bağlayıcılarla bağlanmasıyla oluşan MOF yapıların ayarlanabilir gözenek boyutu, yüksek yüzey alanı gibi
özellikleri bu malzemelerin ayırma işlemleri için üstün performans sergileme potansiyeli olduğunu göstermektedir. Projede ZIF-8 ve
ZIF-67 kafes yapılarının BS membran üzerinde sentezlenmesi ile yapay böbrek üzerine kullanımı araştırılacaktır. MOF yapıların BS
membranın mekanik özelliklerini arttırmasının yanı sıra, membran geçirgenliğinde artış sağlayacağı da düşünülmektedir. MOF
yapıların BS membranın ayırma özelliklerini iyileştirilebileceği öngörülmektedir. MOF yapıların gözenek boyutunun ayarlanabilir
olması daha büyük molekül ağırlığına sahip toksinlerin arındırılması için etkili olacaktır. BS membran yapımında film halinde
kullanılacağı gibi aynı zamanda nanoparçacık olarak da kullanılacaktır. BS nanoparçacıkları polilaktik asit (PLA), polikaprolakton (PCL)
ve polietilenoksit (PEO) gibi biyouyumlu polimerler ile karışım halinde elektro-eğirme metodu kullanılarak membran yapısına
katılacaktır.
Literatürde ayırma uygulamalarında kullanılmak üzere MOF katkılı çeşitli membranlar mevcuttur ancak MOF yapıların bakteriyel
selüloza dahil edilmesiyle yapılmış çalışmalar oldukça azdır, hemodiyaliz üzerine çalışmaya ise rastlanmamıştır. Projede, bakteriyel
selüloz membranın metal organik kafes nanopartiküller ile geliştirilerek hemodiyaliz işleminde ve diğer ayırma uygulamalarında da
kullanılabilmesi hedeflenmektedir. Selüloz membranların hemodiyalizdeki düşük akı performansının üstesinden gelmek için BS
membranlar, MOF katkılı malzemelerle geliştirilecektir ve yeni bir araştırma alanı olan MOF yapıların doğal polimerle kullanılması
literatüre özgün bir katkı sağlayacaktır. Projede, sentetik membranlara göre maliyet olarak ve ayırma performansı olarak üstünlük
sağlayan selüloz membranların üretilmesi ile akademik katkı sağlanması ve sağlık sektöründe rekabet gücünün arttırılması
beklenmektedir.