Fabrication and characterization of silk sericin based composite films for biomedical applications
Biyomedikal uygulamalar için serisin bazli kompozit filmlerin üretimi ve karakterizasyonu
- Tez No: 783304
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BATUR ERCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Metalurji Mühendisliği, Bioengineering, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
İpek Serisin (SS), ipeği oluşturan iki ana proteinden biridir ancak ipek endüstrisinde genellikle atık olarak görülmektedir. Serisin son zamanlarda, çeşitli fonksiyonel grupları ve değişken amino asit bileşimi nedeniyle biyomedikal alanda ilgi görmeye başlamıştır. Serisinin fiziksel ve kimyasal özellikleri, farklı ajanların dahil edilmesiyle biyomedikal uygulamalar için ayarlanabilir. Ancak kırılganlığı, düşük mekanik özellikleri ve bakteri büyümesini kendi başına engellemede yetersiz kalışı bu tür alanlarda kullanımını kısıtlamaktadır. Bu çalışmada serisin ipek kozasından yüksek sıcaklık ve basınç yöntemi kullanılarak ayrılmıştır. Elde edilen serisin kompozit filmler üretmek amacıyla çeşitli ajanlarla birleştirilmiştir. Bu ajanlardan gliserol serisinin kırılganlık sorunu çözmek amacıyla plastikleştirici olarak kullanılırken mekanik dayanımı ve antibakteriyel özelliklerini geliştirmek için grafen oksit (GO) ve Sr ve Zn katkılı biyoaktif cam (BG) ile kombine edilmiştir. Serisin bazlı filmlerin SEM görüntüleri takviye parçacıkların topaklanma olmadan homojen bir şekilde dağıldığını göstermiştir. Filmlerin degradasyonun erken aşamalarında sistemden ayrılan gliserol sebebiyle ağırlıkalrının yaklaşık %35ini kaybettikleri ortaya konulmuştur. Filmlerin 1xPBS içerisinde yaklaşık %85-105 şişme göstermesi iyi bir su tutma özellikleri olduğunu gösterir. Ek olarak, serisin bazlı filmlerin Young's modülüsleri 16.7±0.9 MPa değerinden %1 GO ve %7 BG eklenen filmlerde sırasıyla 19.25±1.9 MPa ve 22.4±0.6 MPa seviyelerine kadar çıktığı görülmüştür. Ayrıca, serisin film ekstraktlarının L929 fibroblast hücreleri ile etkileşimlerinde bir toksisite göstermedikleri, hücrelerin 7 güne kadar başarılı bir şekilde canlılıklarını koruyup çoğaldıkları in vitro hücre kültürü testlerinde görülmüştür. Her iki katkı malzemesinin de (GO ve BG) gram pozitif Staphylococcus aureus (S. aureus) ve gram negative Escherichia coli (E. coli) bakterilere karşı kompozisyona bağlı olarak antibakteriyel etki gösterdiği gözlemlenmiştir. Sonuç olarak ipek serisin bazlı kompozit filmlerin biyomedikal uygulamalar için gelecek vadeden adaylar olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Silk Sericin (SS) is one of the two major proteins in silk fiber and it is discarded as a waste in the silk industry. Recently, sericin captured attention in the biomedical field due to its variable amino acid composition and diverse functional groups. The physical and chemical properties of silk sericin can be adjusted via incorporation of different secondary phase additives for biomedical applications. However, brittle nature, low mechanical properties, and inability to avoid bacterial growth by itself limits its use in such areas. In this study, high temperature and pressure method is used to extract sericin from silk cocoons. To fabricate sericin based composite films, extracted sericin is combined with different agents, namely glycerol to overcome the brittle characteristics, as well as Sr and Zn incorporated bioactive glass (BG) particles and graphene oxide (GO) to provide mechanical durability and antibacterial properties. SEM images of the sericin based composite films showed that reinforcements were homogenously distributed throughout the films without any agglomeration. Thermogravimetric analysis showed that nearly 35% of the initial mass of the sericin films were lost during the early stages of degradation, which was correlated with glycerol diffusing out the system. Moreover, approximately 85-105 % swelling was observed upon soaking sericin films in 1xPBS, which indicated their good water retention ability. The Young's modulus values of silk sericin based films increased from 16.7±0.9 MPa up to 19.3±1.9 MPa and 22.4±0.6 MPa upon 1% GO and 7% BG addition, respectively. When L929 fibroblast cells were treated with extracts of silk sericin films, no toxicity was observed and cellular viability was promoted up to 7 days of culture in vitro. Both reinforcement materials (GO and BG) exhibited antibacterial activity against gram-positive Staphylococcus aureus (S. aureus) and gram-negative Escherichia coli (E. coli) strains in a concentration dependent manner. Cumulatively, the obtained results showed that silk sericin based composite films are promising candidates for biomaterial applications.
Benzer Tezler
- Fabrication and characterization of bilayered tissue scaffolds incorporating bioactive agents for skin tissue engineering applications
Deri doku mühendisliği uygulamaları için biyoetkin ajan yüklü iki katmanlı doku iskeleleri üretilmesi ve karakterizasyonu
ÖMER AKTÜRK
Doktora
İngilizce
2015
BiyomühendislikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DİLEK KESKİN
DR. TEMEL BİLİCİ
- Design, fabrication and characterization of biodegradable scaffolds for tissue engineering and regenerative medicine applications
Doku mühendisliği ve rejeneratif tıp uygulamaları için biyoçözünür iskele yapılarının tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu
MUHAMMAD ANWAAR NAZEER
Doktora
İngilizce
2018
BiyomühendislikKoç ÜniversitesiBiyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSKENDER YILGÖR
- Doku mühendisliği için multiferroik nanopartikül yüklü doku iskelelerin 3B yazıcı ile üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of multiferroic nanoparticles on loaded scaffolds with a 3D printer for tissue engineering
MELİH MUSA AYRAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyoteknolojiMarmara ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SONGÜL ULAĞ
DR. RIDVAN YILDIRIM
- Biyopolimer/salisilik asit/alg/ZnO nanotanecik katkılı çok fonksiyonlu nanolif malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of biopolymer/salicylic acid/algae/ZnO nanoparticle multi functional nanofiber materials
FATMA ÇAĞLA ERKOÇ TÜREYEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN
- Nanolif yara örtücü yüzeylerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of nanofiber wound dressings
ZARİFE DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ DEMİR