Geri Dön

İyileştirilmiş özelliklere sahip nişasta temelli nanokompozit hidrojeller

Starch based nanocomposite hydrogels with improved properties

  1. Tez No: 804912
  2. Yazar: ŞEYMA NUR KİRMİÇ COŞGUN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. DENİZ CEYLAN TUNCABOYLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyoteknoloji, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Biotechnology, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Bezm-i Alem Vakıf Üniversitesi
  10. Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Biyoteknoloji Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 74

Özet

Doğal polimerler biyouyumluluğu, biyobozunurlukları, toksik olmaması gibi birçok özelliği sebebiyle özellikle biyomedikal uygulamalarda kullanılmak üzere hidrojel sentezinde tercih edilmektedir. Bu tez kapsamında hidrojel sentezinde en çok kullanılan doğal polimerlerden biri olan nişastanın avantajlarından faydalanarak uygulama alanını genişletmek amacıyla özgün nişasta jelleri hazırlamaya karar verildi. Amiloz/Amilopektin oranının nişasta jelleri üzerindeki bilinen etkisi dikkate alınarak çalışmalar için yüksek Amiloz içeren nişasta Hylon VII kullanıldı. Ancak birçok doğal polimerle hazırlanan hidrojelde olduğu gibi nişastadan elde edilen hidrojellerinde en büyük dezavantajı mekanik dayanıksızlığıdır. Kırılma, bükülme, katlanma gerektiren uygulamalarda bu kırılgan hidrojeller gereksinimleri tam olarak karşılayamamaktadır. Tez kapsamında nişasta hidrojellerinin mekanik dayanımını iyileştirmek amacıyla ağ yapıda enerji dağılımını moleküler seviyede sağlayan bir mekanizma oluşturulması ve böylelikle viskoelastik dağılımın arttırılması için iki yöntem kullanıldı. İlk olarak bir nano yapı birimi olan epoksi gruplarıyla fonksiyonlandırılmış 8 kollu kübik glisidil-Polihedral Oligomerik Silseskioksan (g-POSS) nişastanın çapraz bağlanması için kullanıldı ve özgün tek ağ yapılı nanokompozit bir jel elde edildi. İkinci olarak tek ağ yapı varlığında 2 farklı monomer ile ikinci bir ağ yapı oluşturularak çift ağ yöntemi kullanıldı. Elde edilen nanokompozit nişasta jellerinin karakterizasyon çalışmaları jel fraksiyonu, şişme ölçümleri, temas açısı, SEM analizi, reolojik analizler ve tek eksenli basma-çekme ölçümleriyle ayrıntılı olarak incelendi. Mekanik dayanımı iyileşmiş jeller için çalışmanın son aşamasında protein salım uygulamalarında kullanılmak üzere in vitro salım ortamı oluşturuldu. Hidrojellerin enzim gibi uyaranlara yanıt verebilmesi protein salımını kontrol etmek ve hedeflendirmek için önemli bir özelliktir. Bu doğrultuda nişastanın katalizini sağlayan a-amilaz varlığında jellerin bozunması sağlandı ve a-amilaz yokluğunda aynı salım ortamı sağlanarak protein salım kinetiği kıyaslandı. Gelecek çalışmalar için a-amilaz enzimine duyarlı mekanik dayanımı iyileşmiş jeller, protein veya ilaç salım sistemlerinde potansiyel ilaç taşıyıcı sistem olarak kullanılması bakımından umut vaad etmektedir.

Özet (Çeviri)

Natural polymers are preferred especially in hydrogel synthesis for use in biomedical applications due to their many features such as biocompatibility, biodegradability and non-toxicity. Within the scope of this thesis, it was decided to prepare novel starch gels in order to expand the application area by utilizing the advantages of starch, which is one of the most used natural polymers in hydrogel synthesis. Considering the known effect of Amylose/Amylopectin ratio on starch gels, Hylon VII starch with high Amylose was used for the studies. However, as in hydrogels prepared with many natural polymers, the biggest disadvantage of hydrogels obtained from starch is its low mechanical strength. Within the scope of the thesis, two methods were used to create a mechanism that provides energy distribution in the network structure at the molecular level in order to improve the mechanical strength of starch hydrogels and thus to increase the viscoelastic distribution. Firstly, 8-armed cubic glycidyl-Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane (g-POSS) functionalized with epoxy groups, which is a nanostructure unit, was used for the crosslinking of starch and a unique single network nanocomposite gel was obtained. Secondly, in the presence of a single network, a second network structure was formed with 2 different monomers and the double network method was used. The characterization studies of the obtained nanocomposite starch gels were examined in detail with gel fraction, swelling measurements, contact angle, SEM analysis, rheological analyzes and uniaxial compression tensile measurements. For gels with improved mechanical strength, an in vitro release medium was created to be used in protein release applications at the last stage of the study. In this direction, gels were degraded in the presence of a-amylase, which catalyzes starch, and protein release kinetics were compared by providing the same release environment in the absence of a-amylase. For future studies, gels sensitive to a-amylase enzyme with improved mechanical strength show promise as a potential drug delivery system in protein or drug delivery systems.

Benzer Tezler

  1. Mekanik dayanımları iyileştirilmiş polimerik hidrojel sistemleri

    Mechanically enhanced polymeric hydrojel systems

    MAHİNUR ALEMDAR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    BiyoteknolojiBezm-i Alem Vakıf Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DENİZ CEYLAN TUNCABOYLU

  2. Inverse metabolic engineering and molecular characterization of resistance to phenolic compounds in Saccharomyces cerevisiae

    Saccharomyces cerevisiae'de fenolik bileşiklere direncin tersine metabolik mühendisliği ve moleküler karakterizasyonu

    BURCU HACISALİHOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR

  3. Material based computation: Composites for a responsive façade design

    Malzeme tabanlı bilgisayım: Etkileşimli cephe tasarımı için bileşik malzemeler

    ZEYNEP SÜMBÜL ENHOŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MİNE ÖZKAR KABAKÇIOĞLU

  4. High performance biodegradable starch/LDPE nanocomposites prepared via twin screw extruder

    Çift burgulu ekstruder ile hazırlanan yüksek performanslı biyobozunur nişasta/AYPE nanokompozitleri

    FUNDA İNCEOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    KimyaSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YUSUF ZİYA MENCELOĞLU

  5. Ekstrüder ve geleneksel yöntemle prejelatinize nişasta üretimi

    Pregelatinizied starch production by extruder and traditional method

    EMRE DEMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Gıda MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYŞE NESLİHAN DÜNDAR