Kriyojel Nedir? Kullanım Alanları Nelerdir?

1960 yılında malzeme potansiyeli keşfedilen kriyojeller; kısmen donmuş monomerik veya polimerik çözeltilerle hazırlanan üç boyutlu jel matriksleridir. Makrogözenekli veya süper makrogözenekli yapıda olup, süngerimsi morfolojiye sahip jellerdir. Bu yapısı nedeniyle hem difüzyon akışı hem de kütle aktarımı etkin bir şekilde gerçekleşir. Özellikle ozmotik, kimyasal ve mekanik kararlılıkları nedeniyle biyolojik uygulamalarda önem kazanmıştır. Bu yüzden birçok uygulamalarda kullanılmıştır. Bunlar;

• Hücre ve DNA Saflaştırma Sistemleri
• Kromatografik Sistemlerde (biyolojik nanopartiküllerin; plazmidler, virüsler, hücre organelleri)
• Biyopolimer veya Hücrelerin İmmobilizasyon Sistemlerinde
• Hücre-Matriks Etkileşimleri
• Virüslerin İmmünosorpsiyonunda
• Biyosensör Uygulamalaları
• İlaç Sistemlerinin Tasarımında
• Moleküler Baskılama Tekniklerinde
• Doku Mühendisliği Uygulamalarında

Özellikle kriyojelleri doku mühendisliğinde tercih etmemizin nedeni; mikro ve makro gözeneklerin birbiri ile bağlantlı olması, gözenek boyutunun ayarlanabilmesi, doğal/sentetik, immunojenik ve/veya karsinojeik etkilerinin bulunmaması, biyobozunur özellikte olabilmeleri ve kolay üretimleridir.

Kriyojellerin Üretimi

Agaroz, dekstran gibi doğal biyopolimerler veya poliakrilamid, polilaktik asit gibi sentetik polimerlerle kriyojel üretmek mümkündür. Kriyojeller polimer ağlarının fiziksel veya kimyasal çapraz bağlanmasıyla oluşturulabilir. Kriyojeller, fiziksel veya kovalent çapraz bağlanmış heterojen polimer ağlarla ile elde edilebilir.

Kriyojelleri elde etmek için çözücünün donma noktasının altında işlem yapmak gerekir. Böylece zamanla çözücünün büyük bir kısmı donup birbirine bağlı buz kristalleri oluştururken, bu buz kristallerinin etrafında donmamış sıvıda bulanan polimer öncüleri polimerleşerek buz kristallerinin etrafında bir ağ yapı oluştururlar. Burada donmuş çözücü kristalleri gözenek oluşturucu ajan görevindedir. Polimerleşme gerçekleştikten sonra donmuş karışım oda sıcaklığına getirildiğinde buz kristalleri erir ve makrogözeneklere sahip polimer ağ yapı elde edilir.