KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Journal of Materials and Mechatronics: A / 2025 / Cilt: 6 Sayı: 2

Çeşitli Biyolojik Sıvılarda Mürver ile Katkılanmış Karboksimetil Kitosanın Gözenek Boyutu ve Ağırlık Değişimlerinin İn Vitro Değerlendirmesi

In Vitro Evaluation of Pore Size and Weight Changes of Elderberry-Enriched Carboxymethyl Chitosan in Various Biological Fluids

Bilge Cansu Uzun Saylan(DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ, DİŞ HEKİMLİĞİ FAKÜLTESİ)0000-0002-4896-3864
Gizem Baysan(DOKUZ EYLUL UNIVERSITY, INSTITUTE OF HEALTH SCIENCES, DEPARTMENT OF BIOMECHANICS (INTERDISCIPLINARY), BIOMECHANICS (INTERDISCIPLINARY) (DR))0000-0002-3195-9156
Osman Yılmaz(DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ, SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, LABORATUVAR HAYVANLARI BİLİMİ ANABİLİM DALI (DİSİPLİNLERARASI), LABORATUVAR HAYVANLARI BİLİMİ (DR))0000-0001-7817-7576
Safiye Aktaş(DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ, ONKOLOJİ ENSTİTÜSÜ, TEMEL ONKOLOJİ ANABİLİM DALI)0000-0002-7658-5565
Hasan Havıtçıoğlu(Dokuz Eylul University, Institute of Health Science, Department of Biomechanics)0000-0001-8169-3539
Sayfa
353–365
Yayın Tarihi
2025-12-26
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Yetmiş ikinci saatin sonunda en yüksek ağırlık artışı tükürük grubunda, en büyük por çapı ise kan grubunda gözlemlenmiştir (p < 0.001).

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Biyomalzemeler ile biyolojik sıvılar arasındaki etkileşim, periodontal ve peri-implant doku mühendisliğinde kullanılan iskelelerin şişme davranışı, biyobozunma profili ve doku ile entegrasyon kapasitesinin belirlenmesinde kritik bir rol oynamaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu çalışmada, mürver (Sambucus nigra) ekstresi ile zenginleştirilmiş karboksimetil kitosan (CMCht-M) biyomalzemesinin, serum fizyolojik, serum, heparinli kan ve tükürük gibi farklı biyolojik sıvılara maruz kaldıktan sonra por yapısı ve ağırlık değişimleri analiz edilmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Yetmiş ikinci saatin sonunda en yüksek ağırlık artışı tükürük grubunda, en büyük por çapı ise kan grubunda gözlemlenmiştir (p < 0.001).
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Karboksimetil kitosan · mürver · por çapı

Özet

Biyomalzemeler ile biyolojik sıvılar arasındaki etkileşim, periodontal ve peri-implant doku mühendisliğinde kullanılan iskelelerin şişme davranışı, biyobozunma profili ve doku ile entegrasyon kapasitesinin belirlenmesinde kritik bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada, mürver (Sambucus nigra) ekstresi ile zenginleştirilmiş karboksimetil kitosan (CMCht-M) biyomalzemesinin, serum fizyolojik, serum, heparinli kan ve tükürük gibi farklı biyolojik sıvılara maruz kaldıktan sonra por yapısı ve ağırlık değişimleri analiz edilmiştir. CMCht-M biyomalzeme diskleri, serum fizyolojik, rat serumu, heparinli kan ve tükürük ortamlarında 24 ve 72 saat süreyle inkübe edilmiştir. Biyolojik sıvı–biyomalzeme etkileşimleri, mikroskobik por çapı ölçümleri ve örnek ağırlıklarındaki değişimlere göre değerlendirilmiştir. Veriler tek yönlü ANOVA ve eşleştirilmiş t-testi ile istatistiksel olarak analiz edilmiştir (p < 0.05). Başlangıç ağırlıkları ve por çapları tüm gruplar arasında karşılaştırılabilir düzeydeydi (p > 0.05). Yetmiş ikinci saatin sonunda en yüksek ağırlık artışı tükürük grubunda, en büyük por çapı ise kan grubunda gözlemlenmiştir (p < 0.001). Serum fizyolojik grubunda por çapındaki değişimler minimal düzeyde kalmıştır. Mikroskopik analizler, özellikle kan ve tükürük ortamlarında por birleşmeleri ve genişlemelerini ortaya koymuştur. CMCht-M biyomalzemesi, etkileşime girdiği biyolojik sıvının özelliklerine bağlı olarak yapısal ve hacimsel yanıtlar sergilemiştir. Bu bulgular, materyalin hedef uygulamaya göre fonksiyonel olarak optimize edilebileceğini göstermekte olup, kontrollü bozunma, hücresel infiltrasyon ve doku entegrasyonu açısından klinik açıdan önemini desteklemektedir.

Abstract

The interaction between biomaterials and biological fluids plays a critical role in determining the swelling behavior, biodegradation profile, and integration capacity of scaffolds used in periodontal and peri-implant tissue engineering. This study aimed to analyze the pore structure and weight changes of an elderberry (Sambucus nigra) extract-enriched carboxymethyl chitosan (CMCht-E) biomaterial following exposure to various biological fluids, including normal saline, serum, heparinized blood, and saliva. CMCht-E biomaterial discs were incubated for 24 and 72 hours in normal saline, rat serum, heparinized blood, and saliva. Fluid–biomaterial interactions were evaluated based on microscopic pore diameter measurements and changes in sample weight. Data were statistically analyzed using one-way ANOVA and paired t-tests (p<0.05). Initial weights and pore diameters were comparable among all groups (p>0.05). At 72 hours, the greatest weight gain was observed in the saliva group, whereas the largest pore diameter was recorded in the blood group (p<0.001). Changes in pore diameter were minimal in the normal saline group. Microscopic analyses revealed pore coalescence and enlargement, particularly in blood and saliva environments. The CMCht-E biomaterial exhibited structure- and volume-responsive behavior depending on the characteristics of the biological fluid it interacted with. These findings support its potential for functional optimization based on the target application, reinforcing its clinical relevance in terms of controlled degradation, cellular infiltration, and tissue integration.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Saylan, B. C. U., Baysan, G., Yılmaz, O., Aktaş, S., Havıtçıoğlu, H. (2025). Çeşitli Biyolojik Sıvılarda Mürver ile Katkılanmış Karboksimetil Kitosanın Gözenek Boyutu ve Ağırlık Değişimlerinin İn Vitro Değerlendirmesi. Journal of Materials and Mechatronics: A, Cilt: 6 Sayı: 2, 353–365. https://doi.org/10.55546/jmm.1717116

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (44)

  1. Bao D., Chen M., Wang H., Wang J., Liu C., Sun R., Preparation and characterization of double crosslinked hydrogel films from carboxymethylchitosan and carboxymethylcellulose. Carbohydrate Polymers 110, 113–120, 2014.
  2. Baysan G., Yilmaz P.A., Husemoglu R.B., Albayrak A.Z., Sisman A.R., Havitcioglu H., Elderberry (Sambucus nigra) and hawthorn (Crataegus oxyacantha) extract additives in carboxymethyl chitosan scaffolds for osteochondral tissue engineering applications. Journal of Applied Polymer Science 141(28), 2024.
  3. Bechir, F., Pacurar, M., Tohati, A., & Bataga, S. M. Comparative Study of Salivary pH, Buffer Capacity, and Flow in Patients with and without Gastroesophageal Reflux Disease. International Journal of Environmental Research and Public Health 19(1), 2021.
  4. Behzadi Nia S., Pooresmaeil M., Namazi H., Carboxymethylcellulose/layered double hydroxides bio-nanocomposite hydrogel: A controlled amoxicillin nanocarrier for colonic bacterial infections treatment. International Journal of Biological Macromolecules 155, 1401–1409, 2020.
  5. Bharadwaz A., Jayasuriya A.C., Recent trends in the application of widely used natural and synthetic polymer nanocomposites in bone tissue regeneration. Materials Science and Engineering: C 110, 110698, 2020.
  6. Brouwer K. M., Lundvig D. M. S., Middelkoop E., Wagener F. A. D. T. G., Von den Hoff J. W., Mechanical cues in orofacial tissue engineering and regenerative medicine. Wound Repair and Regeneration 23(3), 302–311, 2015.
  7. Dash M., Chiellini F., Ottenbrite R. M., Chiellini, E., Chitosan—A versatile semi-synthetic polymer in biomedical applications. Progress in Polymer Science 36(8), 981–1014, 2011.
  8. Dec P., Modrzejewski A., Pawlik A., Existing and novel biomaterials for bone tissue engineering. International Journal of Molecular Sciences 24(1), 529, 2022.
  9. Fakhri E., Eslami H., Maroufi P., Pakdel F., Taghizadeh S., Ganbarov K., Yousefi M., Tanomand A., Yousefi B., Mahmoudi S., Kafil, H. S., Chitosan biomaterials application in dentistry. International Journal of Biological Macromolecules 162, 956-974, 2020.
  10. Feng M., Zeng X., Lin Q., Wang Y., Wei H., Yang S., Wang G., Chen X., Guo M., Yang X., Hu J., Zhang Y., Yang X., Du Y., Zhao Y., Characterization of Chitosan‐Gallic Acid Graft Copolymer for Periodontal Dressing Hydrogel Application. Advanced Healthcare Materials 13(7), 2024.
  11. Gao J., Xu Y., Zheng Y., Wang X., Li S., Yan G., Wang J., Tang R., pH-sensitive carboxymethyl chitosan hydrogels via acid-labile ortho ester linkage as an implantable drug delivery system, Carbohydrate Polymers 225, 115237, 2019.
  12. Haș I. M., Teleky B. E., Szabo K., Simon E., Ranga F., Diaconeasa Z. M., Purza A. L., Vodnar D. C., Tit D. M., Nițescu M., Bioactive potential of elderberry (Sambucus nigra L.): Antioxidant, antimicrobial activity, bioaccessibility and prebiotic potential, Molecules 28(7), 3099, 2023.
  13. Jaikumar D., Sajesh K. M., Soumya S., Nimal T. R., Chennazhi K. P., Nair S. V., Jayakumar R. Injectable alginate-O-carboxymethyl chitosan/nano fibrin composite hydrogels for adipose tissue engineering. International Journal of Biological Macromolecules 74, 318–326, 2015.
  14. Kellum J. A., Determinants of blood pH in health and disease. Critical Care 4(1), 6-14, 2000.
  15. Kievit F. M., Florczyk S. J., Leung M. C., Veiseh O., Park J. O., Disis M. L., Zhang M., Chitosan–alginate 3D scaffolds as a mimic of the glioma tumor microenvironment. Biomaterials 31(22), 5903–5910, 2010.
  16. Kim J. H., Park C. H., Perez R. A., Lee H. Y., Jang J. H., Lee H. H., Wall I. B., Shi S., Kim H. W., Advanced biomatrix designs for regenerative therapy of periodontal tissues. Journal of Dental Research 93(12), 1203–1211, 2014.
  17. Kruczkowska W., Kłosiński K. K., Grabowska K. H., Gałęziewska J., Gromek P., Kciuk M., Kałuzińska-Kołat Ż., Kołat D., Wach R. A., Medical applications and cellular mechanisms of action of carboxymethyl chitosan hydrogels. Molecules 29(18), 4360, 2024.
  18. Kumar D., Raj V., Verma A., Kumar P., Pandey J., Novel binary grafted chitosan nanocarrier for sustained release of curcumin. International Journal of Biological Macromolecules 131, 184–191, 2019.
  19. Kumari S., Singh D., Srivastava P., Singh B.N., Mishra A., Generation of graphene oxide and nano-bioglass based scaffold for bone tissue regeneration. Biomedical Materials 17(6), 065012, 2022.
  20. Lam W. A., Chaudhuri O., Crow A., Webster K. D., Li T. D., Kita A., Huang J., Fletcher D. A., Mechanics and contraction dynamics of single platelets and implications for clot stiffening. Nature Materials 10(1), 61–66, 2011.
  21. Larsson L., Decker A. M., Nibali L., Pilipchuk S. P., Berglundh T., Giannobile W. V., Regenerative medicine for periodontal and peri-implant diseases. Journal of Dental Research 95(3), 255–266, 2016.
  22. Li T., Yang J., Liu R., Yi Y., Huang M., Wu Y., Tu H., Zhang L., Efficient fabrication of reversible pH-induced carboxymethyl chitosan nanoparticles for antitumor drug delivery under weakly acidic microenvironment. International Journal of Biological Macromolecules 126, 68–73, 2019.
  23. Lin T., Chen D., Geng Y., Li J., Ou Y., Zeng Z., Yin C., Qian X., Qiu X., Li G., Zhang Y., Guan W., Li M., Cai X., Wu J., Chen W. H., Guan Y. Q., Yao, H., Carboxymethyl Chitosan/Sodium Alginate/Chitosan Quaternary Ammonium Salt Composite Hydrogel Supported 3J for the Treatment of Oral Ulcer. Gels 9(8), 659-, 2023.
  24. Maksoud F. J., Velázquez de la Paz M. F., Hann A. J., Thanarak J., Reilly G. C., Claeyssens F., Green N. H., Zhang Y. S. Porous biomaterials for tissue engineering: a review. Journal of Materials Chemistry B 10(40), 8111–8165, 2022.
  25. Marsh P. D., Do T., Beighton D., Devine D. A., Influence of saliva on the oral microbiota. Periodontology 2000, 70(1), 80–92, 2016.
  26. Meyle J., Chapple I., Molecular aspects of the pathogenesis of periodontitis. Periodontology 2000 69(1), 7–17, 2015.
  27. Pooresmaeil M., Namazi H., Developments on carboxymethyl starch-based smart systems as promising drug carriers: A review. Carbohydrate Polymers 258, 117654, 2021.
  28. Reddi B. A. Why Is Saline So Acidic (and Does It Really Matter?). International Journal of Medical Sciences 10(6), 747–750, 2013.
  29. Reynolds I., Duane B., Periodontal disease has an impact on patients’ quality of life. Evidence-Based Dentistry 19(1), 14–15, 2018.
  30. Ryu J. H., Choi J. S., Park E., Eom M. R., Jo S., Lee M. S., Kwon S. K., Lee H., Chitosan oral patches inspired by mussel adhesion. Journal of Controlled Release 317, 57–66, 2020.
  31. Sanz M., European workshop in periodontal health and cardiovascular disease. European Heart Journal Supplements, 12(Suppl B), B2–B2, 2010.
  32. Schwarz F., Derks J., Monje A., Wang H., Peri‐implantitis. Journal of Clinical Periodontology 45(S20), 2018.
  33. Shariatinia Z., Carboxymethyl chitosan: Properties and biomedical applications. International Journal of Biological Macromolecules 120, 1406–1419, 2018.
  34. Sindhusha V. B., Doraiswamy, J. N. Evaluating the Biological Properties of Chitosan and Gelatin-Based Scaffold in Saliva and Blood: An In Vitro Study. Cureus 15(11), 2023.
  35. Sivashankari P.R., Prabaharan M., Three-dimensional porous scaffolds based on agarose/chitosan/graphene oxide composite for tissue engineering. International Journal of Biological Macromolecules 146, 222–231, 2020.
  36. Spinks G. M., Lee C. K., Wallace G. G., Kim S. I., Kim S. J., Swelling behavior of chitosan hydrogels in ionic liquid−water binary systems. Langmuir 22(22), 9375–9379, 2006.
  37. Tutwiler V., Litvinov R. I., Lozhkin A. P., Peshkova A. D., Lebedeva T., Ataullakhanov F. I., Spiller K. L., Cines D. B., Weisel J. W., Kinetics and mechanics of clot contraction are governed by the molecular and cellular composition of the blood. Blood 127(1), 149–159, 2016.
  38. Unnithan A. R., Park C. H., Kim C. S., Nanoengineered bioactive 3D composite scaffold: A unique combination of graphene oxide and nanotopography for tissue engineering applications. Composites Part B: Engineering 90, 503–511, 2016.
  39. Van der Schueren L., Steyaert I., De Schoenmaker B., De Clerck K., Polycaprolactone/chitosan blend nanofibres electrospun from an acetic acid/formic acid solvent system. Carbohydrate Polymers 88(4), 1221–1226, 2012.
  40. Venkatesan J., Kim S. K., Nano-hydroxyapatite composite biomaterials for bone tissue engineering—A review. Journal of Biomedical Nanotechnology 10(10), 3124–3140, 2014.
  41. Weber M., Steinle H., Golombek S., Hann L., Schlensak C., Wendel H.P., Avci-Adali M., Blood-contacting biomaterials: In vitro evaluation of the hemocompatibility. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 99(6), 2018.
  42. Yu Y. M., Lu Y. P., Zhang T., Zheng Y. F., Liu Y. S., Xia D. D., Biomaterials science and surface engineering strategies for dental peri-implantitis management. Military Medical Research 11(1), 29, 2024.
  43. Zhang Y., Li Z., Guo H., Wang Q., Guo B., Jiang X., Liu Y., Cui S., Wu Z., Yu M., Zhu L., Chen L., Du N., Luo D., Lin Y., Di P., Liu Y., A biomimetic multifunctional scaffold for infectious vertical bone augmentation. Advanced Science 11(26), 2024.
  44. Zhao Y., Fan T., Chen J., Su J., Zhi X., Pan P., Zou L., Zhang Q., Magnetic bioinspired micro/nanostructured composite scaffold for bone regeneration. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 174, 70–79, 2019.