Synthesis and characterization of inherently antibacterial cationic nanoparticles
Kendiliğinden antibakteriyel katyonik nanopartiküllerin sentezi ve karakterizasyonu
- Tez No: 777529
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT TOPUZOĞULLARI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Bioengineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
Bakteriyel enfeksiyöz ilişkili hastalıklar, dünya çapında en yaygın ölüm nedenleri arasında yer almaktadır. Aşırı antibiyotik kullanımı ve tedavilerde farklı ilaçların sık kullanımı nedeniyle, bakteriyel direnç, bakteriyel enfeksiyonların tedavisinde ciddi bir sorun haline gelmiştir. Bu nedenle, bakteriyel seçiciliği artırmak, antibiyotik direncini azaltmak ve mevcut antibakteriyel ajanlardan kaynaklı sorunlarının üstesinden gelmek için yeni antibakteriyel malzemelerin geliştirilmesi gerekmektedir. Katyonik nanopartiküller, farklı bir antibakteriyel ajana ihtiyaç duymaksızın kendilliğiden antibakteriyel aktiviteleri ve hücreye nüfuz etmeden bakteri hücre duvarı ile doğrudan temas etmeleri nedeniyle büyük ilgi çekmiştir; bu da onların çoğu antibiyotik direnç mekanizmasına maruz kalma olasılıklarını azaltmakta ve bakteriyel enfeksiyonları tedavi etmek için kullanılma olasılıklarını artırmaktadır. Polimerik katyonik nanopartiküller, pozitif yüklü kuaternize poli(4-vinilpiridin) (P4VP)'den üretilerek kendiliğinden antibakteriyel nanopartiküller elde edilebilmektedir ve birçok biyomedikal uygulamada kullanılabilmektedirler. Bu çalışmada, kendiliğinden antibakteriyel nanopartiküller elde etmek için PLGA nanopartiküllerin 4-vinilpiridin (4VP) ve oligo (etilen glikol) metil eter metakrilat (OEGMA) katyonik kopolimerler ile kaplanmasıyla polimerik katyonik nanopartiküller üretilmiştir. Nanopartiküllerın yüzeyindeki katyonik kopolimerler ayrıca çapraz bağlanmıştır. Üretilen kopolimer ve nanopartiküller NMR, FT-IR, DLS, ELS spektroskopileri, GPC ve SEM ile karakterize edilmiştir. Son olarak, üretilen nanopartiküllerin antibakteriyel aktivitesi ve sitotoksisitesi incelenmiştir. Sonuçlar, PLGA nanopartikül farklı konsantrasyonlarda kuaternize poli(4VP-ko-OEGMA) kopolimer ile kaplandıktan sonra hidrodinamik çapları 130 ile 415 nm arasında, polidispersite indisi 0,3'in altında ve zeta potansiyel değerleri +40 mV 'dan fazla olan katyonik nanopartiküller elde edilmiştir. Üretilen nanopartiküller, mikrodilüsyon testlerinde hem S. aureus hem de E. coli bakterilere karşı antibakteriyel aktivite göstermiştir. Ayrıca, üretilen malzemeler, minimum inhibitör konsantrasyonlarının (MIC) üzerindeki konsantrasyonlarda L929 fibroblast üzerinde biyouyumludur. Üretilen kendiliğinden antibakteriyel katyonik nanopartiküller, ilaç salım sistemleri, yüzey kaplamaları ve yara örtüsü gibi biyomedikal uygulamalarda kullanılma potansiyeline sahıplerdır.
Özet (Çeviri)
Bacterial infectious-associated diseases rank among the most common causes of death worldwide. Owing to excessive antibiotic usage and frequent therapeutic switching, bacterial resistance has grown to be a serious challenge in treating bacterial infections. Therefore, new antibacterial materials are required to improve bacterial selectivity, reduce antibiotic resistance, and overcome the issues of existing antibacterial agents. Cationic nanoparticles have attracted considerable interest due to their inherent antibacterial activity without the need for an antibacterial agent and their direct contact with the bacterial cell wall without penetrating the cell, which makes them less likely to be exposed to most antibiotic-resistance mechanisms. Positively charged quaternized poly(4-vinylpyridine) (P4VP) can be used to produce polymeric cationic nanoparticles that are inherently antibacterial and can be used in a wide range of biomedical applications. In this study, polymeric cationic nanoparticles were produced by coating PLGA nanoparticles with cationic copolymers of 4-vinylpyridine (4VP) and oligo (ethylene glycol) methyl ether methacrylate (OEGMA) to obtain inherently antibacterial nanoparticles. The cationic copolymers on the surface of the nanoparticles were further crosslinked. The produced copolymer and nanoparticles were characterized with NMR, FT-IR, DLS, ELS spectroscopies, GPC, and SEM. Finally, the antibacterial activity and cytotoxicity of the produced nanoparticles were investigated. After coating the PLGA nanoparticle with different concentrations of quaternized poly(4VP-co-OEGMA) copolymer, cationic nanoparticles with hydrodynamic diameters ranging between 130 and 415 nm, polydispersity indices below 0.3, and zeta potential values greater than +40 mV were obtained. The produced nanoparticles exhibited antibacterial activity against both S. aureus and E. coli in microdilution assays. In addition, the produced materials were biocompatible with L929 fibroblasts at concentrations above their minimum inhibitory concentrations (MIC). The produced inherently antibacterial cationic nanoparticles have the potential to be used in biomedical applications such as drug delivery systems, surface coatings, and wound dressings.
Benzer Tezler
- Synthesis and characterization of nanoparticle integrated antibacterial cryogels
Nanopartikül içerikli antibakteriyel kriyojellerin sentezi ve karakterizasyonu
MARIA DAABOUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT TOPUZOĞULLARI
DOÇ. DR. MEHMET MURAT ÖZMEN
- Polianilin/gümüş nanokompozit maddesinin sentezi, karakterizasyonu ve iletken antimikrobiyal film yapımı
Synthesis and characterization of polyaniline/silver nanocompozites and preparation of conductive antimicrobial films
GÜLŞEN AKSİN
- Polianilin/kalsiyum oksit kompozit maddesinin sentezi, karakterizasyonu ve iletken film yapımı
Synthesis and characterization of polyaniline/calcium oxide compozites and preparation of conductive films
MEHTAP DEMİR
- Polianilin/silisyum dioksit kompozit maddesinin sentezi, karakterizasyonu ve iletken film yapımı
Synthesis and characterization of polyaniline/silicon dioxide composites and preparation of conductive films
BELGİN ERKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
KimyaKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HÜSEYİN ZENGİN
- Nanokompozit süperhidrofobik yüzey sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of nanocomposite superhydrofobic surfaces
FERİDE ESİN KARTAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET BİÇER