Elektroeğirme yöntemiyle nano gümüş katkılı polikaprolakton hidroksiapatit (PCL/HA-Ag) nanolif üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of nano silver added polycaprolacton hydroxyapatite (PCL/HA-Ag) nanofibers by electrospinning method
- Tez No: 416922
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET HANÇER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Elektroeğirme, Biyopolimer, Doku İskelesi, Doku Mühendisliği, Ag Npler, Polikaprolakton, Hidroksiapatit, Biyomineralizasyon, QCM-D, Biyopolimerler, Elektroeğirme yöntemi, Nanolif, Elektrospinning, Biopolimer, Tissue Scaffold, Tissue Engineering, Ag Nps, Policaprolactone, Hydroxyapatite, Biomineralization, QCM-D, Biopolymers, Electrospinning method, Nanofiber
- Yıl: 2016
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüz çalışmalarında nanoteknoloji uygulamalarının avantajlarından biri de nano boyutlu yapıların yüksek yüzey alanı ve porozite miktarlarının sisteme kazandırdığı ekstra özelliklerdir. Hiç şüphesiz günümüzde nano boyut çaplara sahip lifler; üstün mekanik özellikleri, çok yüksek yüzey alanı-hacim oranı gibi özellikleriyle pek çok farklı kullanım alanının ihtiyacını karşılayan nano boyutlu yapılardandır. Son yıllarda özellikle yara örtücü, ilaç taşıyıcı ve salınım sistemleri, doku iskeleleri, doku mühendisliği gibi biyomedikal, rejeneratif tıp uygulamalarında; yakıt hücreleri gibi enerji ve elektronik alanlarında, fonksiyonel lif olarak tekstil uygulamalarında, kontrollü gübre salınımı, parazit öldürücü olarak ileri tarım uygulamalarında nanolifler çokca araştırılmakta, üretilmekte ve ileri uygulamalarda kullanılmaktadır. Pek çok nanolif elde etme metodu olmasına rağmen yakın geçmişten beri özellikle biyomedikal ve doku mühendisliği alanlarında elektroeğirme yöntemi, üzerinde çalışılan revaçta olan bir yöntemdir. Çünkü elektroeğirme yöntemi diğer yöntemlere nazaran oldukça basit, uygulanabilir bir yöntem olup; sürekli bir lif yapısı, %90 oranlarını aşan yüksek porozite ve inanılmaz yüzey alanı gibi özellikleri barındıran çoklu fonksiyonel lif üretimini sağlayabilen bir yöntemdir. Bu çalışmada öncelikle elektroeğirme metoduyla biyouyumlu ve biyobozunur sentetik polikaprolakton (PCL) nano lifleri üretimi amaçlanmıştır. Bu süreçte uygun morfoloji ve karakterde nanolif üretimi için gerekli olan polimer solüsyonu ve elektroeğirme parametreleri araştırılmıştır. Farklı parametrelerde yapılan üretimler sonucunda en uygun parametreler belirlenerek nano gümüş katkılı polikaprolakton hidroksiapatit (PCL/HA-Ag) lifleri üretilmiştir. En uygun parametrelerde üretilen lifler SEM, STEM, EDX, UV vis, Raman Spektroskopisi ve QCM-D gibi karakterizasyon metodları kullanılarak karakterize edilmiştir. Çalışmanın son aşamasında yapay kemik dokusu uygulamasında kullanılması için üretilen lifler, modellenmiş doygun vücut sıvısı (SBF, 3xSBF) içerisinde farklı zaman aralıklarında bekletilerek doğal apatit yapısının biyomineralizasyon sonucu üzerlerindeki çekirdeklenmesi ve büyümesi araştırılmıştır. Üretilen saf PCL, HA katkılı PCL (PCL/HA) ve nano gümüş katkılı (PCL/HA-Ag) lifleri morfolojik olarak karakterize edilmiş karşılaştırılmıştır. Ayrıca lifler üzerinde biyomineralizasyon ile zamanla oluşan apatit benzeri yapıların kimyasal içerikleri ve büyüme hızları karşılaştırılmıştır. Son olarak QCM-D yöntemi ile gerçek zamanlı biyomineralizasyon miktarı ve özellikleri araştırılmıştır. Sonuç olarak, elektroeğirme metoduyla PCL, PCL/HA ve PCL/HA-Ag uniform liflerini üretmek için gerekli olan parametreler çalışılmış ve bu parametrelerle ortalama 300-400 nm çaplarında lifler üretilmiştir. SBF içerisinde bekletilen lifler üzerinde doğal kemik yapısı benzeri apatit formları kendiliğinden biyomineralizasyon ile çekirdeklenip büyümüştür. HA ve HA-Ag katkısının biyomineralizasyonu arttırdığı ve Ca/P oranı doğal kemik yapısındaki Ca/P oranlarına yaklaştığı görülmüştür.
Özet (Çeviri)
One of the advantage of nanotechnology application is the result of high surface area and porosity coming from nano scale structures. Nano scaled fibers can be used in lots of different application because of their superior mechanical properties, high surface area to volume ratio. In last years, nanofibers are extensively investigated and produced for advanced technology which includes wound dressing, drug carrying and releasing, tissue scaffolds, tissued engineering as biomedical and regenarative medical applications; fuel cell applications on electronic and energy; parasticite application on advanced agriculture and etc. Although there are several nanofiber production method, electrospinning is the method of which especially popular for using biomedical and tissue engineering applications. Because electrospinning is easier and applicable method is able to produce multiple functional fibers which can yield properties like enormous surface area and more than %90 porosity. The main object of this study is producing biodegradable and biocompatible synthetic policaprolactone nano fibers. During this process suitable polymer solution which are necessary for producing nanofibers with proper morphology and properties. By carefully studying different parameters, the suitable parameters are determined for producing nano silver added policaprolactone hydroxyapatite (PCL/HA-Ag) nano fibers. These fibers are characterized by different characterization methods like SEM, STEM EDX, UV-vis, Raman spectroscopy and QCM-D. At second portion of the study, the fibers were tested for being used as artificial bone tissue applications, are incubated at different time ranges in stimulated boyd fluids (SBF, SBFx3) to investigate nucleation and growth of natural apatitic structures by biomineralization on surface of the fibers. Pure PCL, HA added PCL (PCL/HA) and nano silver added (PCL/HA-Ag) fibers are produced and characterized morfologically. Also the chemical composition and the growth rate of the apatitic structures which are occuring by biomineralization are contributed too. Finally properties and amount of biomineralization are investigated in real time by QCM-D technic. Consequently, the suitable parameters needed to produce PCL, PCL/HA and PCL/HA-Ag uniform nanofibers by electrospinning are investigated and 300-400 nm average diameters fibers are produced. Natural bone like apatitic structures are formed and growth by nucleation on the fibers which are incubated in SBF. It is found that addition of HA and HA-Ag enhance biomineralization and also the ratio of Ca/P is near to ratio of Ca/P of natural bone structure were found.
Benzer Tezler
- Electrospinning and wet-spinning of elastic fibers
Elektrik kuvveti ve ıslak çekim yöntemi ile elastik lif çekimi
MUSTAFA M. DEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiPROF. DR. BURAK ERMAN
- Generation of superhydrophobic surfaces by electrospinning process
Süperhidrofobik yüzeylerin elektrodokuma yöntemi ile üretimi
KAZIM ACATAY
Doktora
İngilizce
2004
Kimya MühendisliğiSabancı ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUSUF ZİYA MENCELOĞLU
- Elekrospinning ile L-laktat ve ε-kaprolakton homo ve kopolimerlerinden nanofiber ve örgüsüz yapıların üretimi
Production of nonwowen matrices from L-lactide and ε-caprolactone homo and copolymers by electrospinning
NİMET BÖLGEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
KimyaHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN BİŞKİN
- Electrospinning of polystyrene/butyl rubber blends: A parametric study
Polistiren/bütil kauçuk karışımlarının elektrospinlenmesi: Değişkenlerin incelenmesi
AHMET GÖKTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNGÖR GÜNDÜZ
YRD. DOÇ. BORA MAVİŞ
- Production of alumina borosilicate ceramic nanofibers using electrospinning technique and its characterization
Elektrospinleme yöntemiyle alumina borosilikat seramik nanoelyafların üretimi ve özelliklerinin belirlenmesi
SENEM TANRIVERDİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNGÖR GÜNDÜZ
PROF. DR. ÜNER ÇOLAK