Biyomedikal uygulamalar için katyonik polimerlerin sentezi
Synthesis of cationic polymers for biomedical applications
- Tez No: 777523
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT TOPUZOĞULLARI, DOÇ. DR. TÜLİN ÖZBEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Bioengineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Polikatyonlar, sahip oldukları pozitif yükler sayesinde negatif yüklü yapılarla elektrostatik etkileşimde bulunarak çeşitli biyomedikal uygulamalarda etkin rol oynamaktadır. Bu sebeple, üretilecek polikatyonların biyolojik etkinliklerinin anlaşılabilmesi büyük önem taşımaktadır. Tez çalışmasında, 4-vinilpiridin (4VP) ve oligo etilen glikol metil eter metakrilat (OEGMA) esaslı kopolimerlerin sentezi ve farklı alkilleyici ajanlar ile kuaternerleştirilmesiyle yapısında farklı fonksiyonel gruplar bulunan polikatyonların üretilmesi amaçlanmıştır. Üretilen kopolimerlerin antibakteriyel etkinlikleri, gen aktarım kabiliyetleri ve biyouyumlulukları in vitro incelenerek farklı fonksiyonel grupların polikatyonların biyolojik etkinliği üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Kopolimerler, serbest radikal polimerizasyonu ile sentezlenmiş ve kopolimerler 7 farklı ajanla kuaternerleştirilmiştir. Üretilen kopolimerler, GPC, NMR, FTIR, DLS ve ELS spektroskopileri kullanılarak karakterize edilmiştir. Kopolimerlerin kuaternerleşme dereceleri %35-43 ve zeta potansiyelleri +19,2 ile +28,2 mV arasında değişmektedir. Buna göre, kopolimerler başarılı şekilde kuaternerleştirilmiş ve pozitif yüklü polikatyonlar elde edilmiştir. Üretilen polikatyonların, S. aureus (Staphylococcus aureus) ve E. coli (Escherichia coli) bakterileri üzerinde antibakteriyel aktiviteleri incelenmiş ve farklı ajanların polimerlerin antibakteriyel aktiviteleri üzerine etkileri karşılaştırılmıştır. Buna göre, antibakteriyel özellik gösteren kopolimerlerin E. coli'deki minimum inhibisyon konsantasyonu (MIC) değerleri 4-16 µg/mL aralığında iken, S. aureus'daki MIC değerleri 2-32 µg/mL aralığında elde edilmiştir. Polikatyonların biyouyumlulukları incelenmiş ve üretilen polikatyonların tümünün MIC değerlerinden daha yüksek konsantrasyonlarda biyouyumlu olduğu gösterilmiştir. Üretilen polikatyonlar, plazmit DNA (pDNA) ile polielektrolit kompleksler haline getirilmiş ve kompleksler DLS ve ELS spektroskopileri ile karakterize edilmiştir. Ardından üretilen komplekslerin her birinin transformasyon ve transfeksiyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, kendiliğinden antibakteriyel özellik gösteren ve biyouyumlu 4VP ve OEGMA esaslı katyonik kopolimerlerin başarıyla üretildiğini ve yapıya eklenen farklı fonksiyonel grupların biyolojik etkinliğe önemli etkisinin olduğunu göstermiştir. Üretilen katyonik polimerler, birçok farklı biyomedikal uygulamalarda kullanılabilecek bir malzeme olma potansiyeline sahiptir.
Özet (Çeviri)
Polycations play an active role in various biomedical applications by interacting electrostatically with negatively charged structures thanks to their positive charges. Therefore, it is crucial to understand the biological activities of the polycations. In this thesis, it is aimed to synthesize 4-vinylpyridine (4VP) and oligo ethylene glycol methyl ether methacrylate (OEGMA) based copolymers and to produce polycations with different functional groups by quaternization with different alkylating agents.The antibacterial activities, gene transfer abilities and biocompatibilities of the copolymers were examined in vitro and the effect of functional groups on polycations' biological activity was investigated. The copolymers were synthesized by free radical polymerization and quaternized by using 7 different agents. The copolymers were characterized using GPC, NMR, FTIR, DLS and ELS spectroscopies. Quaternization degrees and zeta potentials vary between 35-43% and +19.2 and +28.2 mV, respectively. Accordingly, copolymers were successfully quaternized and positively charged polycations were obtained. The antibacterial activities of the polycations on S. aureus and E. coli bacteria were investigated and the effects of different agents on antibacterial activities were compared. Consequently, the MIC values varied between 4-16 µg/mL in E. coli and 2-32 µg/mL in S. aureus. The biocompatibility of the polycations was analyzed so all polycations were biocompatible at higher concentrations than the MIC values. Polyelectrolyte complexes were formed between polycations and plasmid DNA. The complexes were characterized by DLS and ELS spectroscopies. Then, transformation and transfection studies of the complexes were performed. The results showed that biocompatible 4VP and OEGMA based inherent antibacterial cationic copolymers were successfully produced and different functional groups had a significant effect on the biological activity of the copolymers. Produced cationic polymers have the potential to be used in many different biomedical applications.
Benzer Tezler
- Synthesis and characterization of amide containing polybenzoxazines from bio-based compounds
Biyo bazlı bileşiklerden amid içeren polibenzoksazinlerin sentezi ve karakterizasyonu
EMİNE YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BARIŞ KIŞKAN
- Design of chitosan-based carriers for biomedical engineering applications
Biyomedikal mühendisliği uygulamaları için kitosan bazlı taşıyıcıların tasarımı
UĞUR BOZÜYÜK
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
BiyolojiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDA KIZILEL
- Synthesis and self assembly of poly(2-isopropyl-2-oxazoline)-b-poly(2-phenyl-2-oxazoline)-b-poly(2-isopropyl2-oxazoline)
Poli(2-izopropil-2-oksazolin)-b-poli(2-fenil-2-oksazolin)-b-poli(2-izopropil-2-oksazolin) sentezi ve kendiliğinden yapılanması
ÇAĞRI TURAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İREM EREL GÖKTEPE
- Krotonik ve itakonik asit bazlı katyonik hidrojel sentezi ve bu hidrojelin elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of crotonic and itaconic acid based cationic hydrogel and investigation of electrical properties of this hydrogel
HEDİYE NUR BOSTANCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mühendislik Bilimleriİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASİN ÖZÇELEP
DOÇ. DR. GÖKHAN ÇAYLI
- Charged functionalized semi-ipn nanocomposite materials with enhanced physico-chemical properties
Gelişmiş fizikokimyasal özelliklere sahip fonksiyonel yarı-ıpn nanokompozit malzemeler
KÜBRA KARA ERSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NERMİN ORAKDÖĞEN