Electrospinning of cyclodextrin functionalized nanofibers and their applications
Elektroeğirme yöntemi ile üretilen siklodekstrin fonksiyonlu nanolifler ve uygulama alanları
- Tez No: 436339
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TAMER UYAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 254
Özet
Elektroeğirme, yüksek yüzey alanına ve gözenekli yapıya sahip nanoliflerin üretimi için sıklıkla kullanılan verimli bir metottur. Bu teknik ile üretilen nanolifler eşsiz özellikleri nedeniyle ilaç; antioksidan ve antibakteriyel maddeler, tat/koku maddeleri için taşıyıcı matriks olarak büyük önem taşımaktadırlar. Bu metotla nanolif üretmek için genellikle polimerler kullanılsa da, polimerik olmayan moleküllerden de nanolifler üretilebilmektedir. Siklodekstrinler (CD'ler) ilaç, gıda katkı maddeleri, tat/koku maddeleri, antioksidan ve antibakteriyel maddeler gibi pek çok molekül ile inklüzyon kompleksi (IC) yapabilme özelliğine sahiptir. Dolayısıyla, CD-IC'ler bu moleküllerin çözünürlüklerinin arttırılması, uçuculuklarının azaltılması ve kontrollü salımlarının sağlanması için kullanılmaktadır. CD-IC'lerin elektroeğirme tekniği ile birleştirilmesi dikkat çekici malzemelerin üretilmesinde yeni bir yol açmıştır. Bu tez çalışması kapsamında, antioksidan/antibakteriyel ve tat/koku maddeler gibi bioaktif maddelerin CD-IC'lerini içeren nanolifler elektroeğirme tekniği ile üretilmiştir. İlk olarak, antioksidan/antibakteriyel moleküllerin (gallik asit, α-tokoferol, kuersetin, timol) CD'ler ile IC'leri sentezlenmiştir. Daha sonra bu CD-IC'ler polilaktik asit ve zein solüsyonlarına eklenerek CD-IC'leri içeren polimerik nanolifler elektroeğirme yöntemi ile elde edilmiştir. Bu nanoliflerin salım davranışları, antioksidan ve antibakteriyel aktiviteleri de araştırılmıştır. Buna ek olarak, üretilen nanoliflerin aktif gıda paketleme ve ilaç salım malzemesi olarak kullanım potansiyeli, nanolifleri et örneklerine sararak yapılan testlerle gösterilmiştir. Bir sonraki aşamada; geraniyol, limonen, linalool gibi uçucu olan tat/koku moleküllerinin CD-IC'lerinden polimer kullanılmadan elektroeğirme metodu ile nanolifler geliştirilmiştir. Oldukça uçucu bir yapıya sahip olan bu moleküllerin, korunmaları CD-IC nanolifleri ile büyük oranda sağlanmıştır. Ayrıca, tat/koku moleküllerinin raf ömrü en azından 50 güne kadar geliştirilmiştir. Daha sonraki çalışmamızda, antioksidan bir molekülün (kurkumin) CD-IC solüsyonu ve polilaktik asit solüsyonlarının sırasıyla çekirdek ve kabuk olarak kullanıldığı çekirdek-kabuk nanolifleri de elektroeğirme tekniği yardımıyla ilk defa elde edilmiştir. Bu nanoliflerin ilaç taşıyıcı sistemlerdeki potansiyeli salım ve antioksidan aktivite testleri ile gösterilmiştir. Sonuç olarak, CD-IC'lerin katıldığı ve elektroeğirme metodu kullanılarak üç farklı yaklaşımla üretilen nanoliflerin gıda paketlemesi ve ilaç salım sistemleri başta olmak üzere pek çok alanda uygulanabilecek etkili malzemeler oldukları gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Electrospinning is a widely used versatile method to produce nanofibers with high surface to volume ratio and porous structure. Owing to the unique properties, electrospun nanofibers are of great importance as a carrier matrix for drugs; antioxidant, and antibacterial agents, flavour/fragrances. Though polymers are material of choice for producing electrospun nanofibers, it is likely to obtain nanofibers from low molecular weight molecules. Cyclodextrin (CDs) are intriguing molecules having the capability of forming inclusion complex (IC) with numerous guest molecules such as drugs, food additives, flavour/fragrances, antioxidant and antibacterial agents. Therefore, CD-ICs enhance solubility, reduce volatility, and provide controlled release of the guest molecules. Integrating CD-ICs with electrospinning opens a new door to produce remarkable materials. In this thesis, nanofibers containing CD-ICs of bioactive agents including antioxidant/antibacterial and flavour/fragrance molecules were produced via electrospinning technique. Firstly, CD-ICs of antioxidant/antibacterial compounds (gallic acid, α-tocopherol, quercetin, and thymol) were synthesized and then, added into polylactic acid or zein solutions to produce CD-IC incorporated electrospun polymeric nanofibers. Afterwards, the release behavior, antioxidant and antibacterial activity of these nanofibers were investigated. In addition, the potential use of these nanofibers as active food packaging and delivery material was revealed by packing meat samples by these nanofibers. Secondly, electrospun nanofibers were developed as a releasing material from CD-ICs of volatile flavour/fragrance molecules (geraniol, limonene, and linalool) without using polymeric matrix. The preservation of volatile compounds is shown to be possible to a great extent with antibacterial CD-IC nanofibers. Furthermore, the shelf life of flavour/fragrance molecules has been enhanced at least 50 days by CD-IC nanofibers. Finally, for the first time in the literature core-shell nanofibers were designed by using CD-IC of curcumin, an antioxidant molecule and polylactic acid solutions as core and shell, respectively. The ability of core-shell nanofibers as a drug delivery carrier was suggested by release and antioxidant activity tests. To conclude, CD-IC incorporated electrospun nanofibers produced by three different approach is shown to be used as efficient material for various applications particularly for food packaging and drug delivery.
Benzer Tezler
- Cyclodextrin functionalized nanofibers via electrospinning
Elektroeğirme ile siklodekstrin fonksiyonlu nanolifler
ASLI ÇELEBİOĞLU
Doktora
İngilizce
2014
Mühendislik Bilimleriİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TAMER UYAR
- Electrospinning of biocompatible polymeric nanofibers functionalized with cyclodextrin inclusion complex
Elektroeğirme yöntemi ile siklodekstrin inklüzyon kompleksleriyle fonksiyonlaştırılmış biyouyumlu nanoliflerin üretilmesi
ZEYNEP AYTAÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Mühendislik Bilimleriİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TAMER UYAR
- Development of eudragit electrospun fibers functionalized by cinnamon leaf oil complexation with cyclodextrins for wound healing application
Yara örtüsü uygulaması için tarçın yaprak yağı yağı ve siklodekstrin kompleksiyonları ile fonksiyonelleştirilen eudragıt elektrospun liflerinin geliştirilmesi
MELİKE ÇOKOL ÇAKMAK
Doktora
İngilizce
2021
BiyolojiSabancı ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SELİM ÇETİNER
- Elektrolif çekim yöntemi ile elde edilen ve ilaç salımı yapabilen tekstil yüzeylerinin geliştirilmesi
Development of electrospun textile materials for drug relase
ÇİĞDEM AKDUMAN
Doktora
Türkçe
2015
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMRİYE PERRİN AKÇAKOCA KUMBASAR
PROF. DR. IŞIK ÖZGÜNEY
- Çift tabaka antibakteriyel ve antioksidan etkili nanofiberlerin elektroeğirme yöntemi ile üretilmesi, üretilen nanofiberlerin karakterizasyonu ve gıda uygulamalarında kullanım potansiyellerinin araştırılması
Production of dual layer antibacterial and antioxidant nanofibers by electrospinning method, characterization of the nanofibers and their potential for use in food applications research
FATMA TUĞÇE ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyolojiAnkara Hacı Bayram Veli ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NALAN OYA SAN KESKİN