Development of CMC/PEG/GO (rGO) hydrogels and investigation of their potential use for wound dressing applications
CMC/PEG/GO (rGO) hidrojellerinin geliştirilmesi ve yara örtü materyali uygulamaları için potansiyel kullanımlarının araştırılması
- Tez No: 816887
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NESLİHAN ALEMDAR YAYLA, DOÇ. DR. GÜLDEM UTKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Kimya Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Biotechnology, Chemical Engineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 49
Özet
Son yıllarda, yara iyileşme sürecini etkin bir şekilde kolaylaştırması ve hızlandırması nedeniyle üstün özelliklere sahip yara örtü malzemeleri, öne çıkan bir araştırma alanıdır. İyileşme sürecini başarılı bir şekilde yönetmek için, spesifik yara koşullarına göre uygun materyali sağlamak oldukça önemlidir. Özellikle kronik yaralar, uzun süreli tedavi sonucu oluşan enfeksiyon riski nedeniyle daha fazla dikkat gerektirmektedir. Geleneksel yara örtüleri, yara iyileşmesi için ideal koşulları sağlamakta yetersiz kalırken, uygun özelliklere sahip modern yara örtüleri ile dikkat çekici sonuçlar elde edilebilmektedir. Bu nedenle, mekanik ve elektriksel özellikleri geliştirilmiş bir yara örtüsü üretebilmek için, CMC ve PEG'den oluşan bir polimerik yapıya, GO (grafen oksit) ve bitki özü (Laurus Nobilis) kullanılarak çevre dostu bir yöntemle üretilen rGO (indirgenmiş grafen oksit) ayrı ayrı katılarak yara örtü özelliklerine etkisi araştırılmış ve birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Yapılan araştırmalar sonucunda, GO ve rGO içeren hidrojeller birbirleriyle karşılaştırıldığında, GO içeren hidrojel hidrofilik yapısı nedeniyle daha yüksek şişme oranına (%1708) ulaşırken, rGO içeren hidrojel daha kompakt yapısı nedeniyle daha az su alma kapasitesi (%605) göstermiştir. Öte yandan, hem GO hem de rGO, L-929 fibroblast hücreleri üzerinde herhangi bir toksik etki göstermemiştir. Bunun yanında, GO katkılı hidrojel %104,91'e varan canlılık değerine ulaşmış ve hücre çoğalması üzerindeki yararlı etkisini doğrulamıştır. Mekanik testler, hem GO hem de rGO'nun yapıya dahil edilmesinin, saf hidrojele kıyasla elastisite modülü, çekme mukavemeti ve kopma uzamasında önemli bir artışla sonuçlandığını göstermiştir. Saf, GO ve rGO katkılı hidrojeller arasında mekanik performans açısından en iyi sonuçlara (elastisite modülü: 588,62 N/mm2, çekme mukavemeti: 87,99 MPa ve kopma uzaması: %17,64) rGO içeren hidrojel ulaşmıştır. Su buharı geçirgenlik sonuçlarında ise, saf hidrojel 1,5x10-7 g/Pa.h.m ile en yüksek sonucu verirken, GO ve rGO içeren hidrojeller sırasıyla 1,3x10-7 g/Pa.h.m ve 1x10-7 g/Pa.h.m değerlerini göstermiştir. Ayrıca, rGO'nun CMC bazlı hidrojelin elektriksel iletkenliğine GO'ya göre daha fazla katkı sağladığı görülmüştür. CMC/PEG/rGO-CA15% hidrojelinin iletkenlik değeri 3.01x10-6 S.cm-1 iken, CMC/PEG/GO-CA15% hidrojelinin iletkenliği 0.85x10-6 S.cm-1dir. Model ilaç olarak, antibiyotik içermeyen Kurkumin seçilmiş olup üretilen hidrojellerden bu ilacın salım kinetiği de incelenmiştir. Elde edilen veriler, daha az hidrofilik ve daha yoğun yapıya sahip olan rGO katkılı hidrojelin, saf ve GO katkılı hidrojele kıyasla daha kontrollü salım özelliği sağladığını göstermiştir. Sonuç olarak, hem GO hem de rGO ile güçlendirilmiş hidrojeller, iyileştirilmiş mekanik ve iletkenlik özellikleri sayesinde yara örtü malzemeleri olarak değerlendirilebileceği saptanmıştır ve rGO katkılı hidrojelin üstün özellikleri nedeniyle yara örtüsü uygulamaları için daha uygun olabileceği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Recently, wound dressing materials with superior properties are an outstanding research area since they facilitate and accelerate the wound healing process in an effective way. It is vital to provide an appropriate dressing according to the specific wound conditions to successfully manage the healing process. Especially, chronic wounds require more attention due to infection risk which occurs as a result of long period of curing time. While traditional wound dressings may not be adequate in order to provide optimal wound healing conditions, modern wound dressing materials with suitable properties can achieve remarkable results. That is why, herein, in order to develop a wound dressing with enhanced electrical and mechanical features, graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (rGO) which is produced with environmentally friendly method by using plant extract (Laurus Nobilis) have been incorporated respectively into a polymeric structure that consists of CMC and PEG. Besides, effect of GO and rGO to the wound dressing features of the produced materials have been investigated and compared to each other. As a result of the conducted investigations, while GO containing hydrogel have reached to a higher swelling ratio (1708%) due to its hydrophilic structure, rGO containing hydrogel have shown a less water uptake capacity (605%) due to its more compact structure when compared each other. On the other hand, both GO and rGO have not shown any toxic effect on L-929 fibroblast cells. Moreover, GO reinforced hydrogel has achieved up to 104.91% viability value and confirmed its beneficial effect on cell proliferation. Mechanical tests have demonstrated that incorporation of both GO and rGO to the structure has resulted in outstanding enhancement in elongation at break, elastic modulus and tensile strength values as compared to pure hydrogel. Among pure, GO and rGO reinforced hydrogels, rGO reached to the best results in terms of mechanical performance (elastic modulus: 588.62 N/mm2, tensile strength: 87.99 MPa and elongation at break: 17.64%). As for the water vapor permeability results, pure hydrogel showed the highest result with 1.5x10-7 g/Pa.h.m while GO and rGO reinforced hydrogels reached to 1.3x10-7 g/Pa.h.m and 1x10-7 g/Pa.h.m respectively. Besides, it was seen that rGO has made more contribution to the electrical conductivity of the CMC based hydrogel compared to GO. While CMC/PEG/rGO-CA15% sample has 3.01x10-6 S.cm-1 as conductivity value, the conductivity of CMC/PEG/GO-CA15% is 0.85x10-6 S.cm-1. A model drug (Curcumin) was used for antibiotic free wound treatment and its release kinetics from the produced hydrogels was also analyzed. The results showed that rGO reinforced hydrogel having less hydrophilic and denser structure provided more controlled release feature compared to pure and GO reinforced hydrogel. As a result, both GO and rGO reinforced hydrogels can be considered as wound dressing materials thanks to their improved mechanical and conductive properties. In other respects, it could be stated that, rGO reinforced hydrogel may be more favorable for materials used in wound dressing applications owing to its distinguished properties.
Benzer Tezler
- Development of alternative edible coatings for Turkish delight (lokum) and determination of film properties
Türk lokumu için alternatif yenilebilir film üretimi ve film özelliklerinin belirlenmesi
ÖZLEM ASLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Kimya MühendisliğiYeditepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SEMİN FUNDA OĞUZ
- Meme kanserine yönelik doğrudan uygulamayla hedeflenen nanopartiküler kargo taşıyıcı sistemlerin geliştirilmesi
Development of cargo carrier systems targeted for direct application in breast cancer treatment
SÜHEYL FURKAN KONCA
Doktora
Türkçe
2023
Eczacılık ve FarmakolojiAnkara ÜniversitesiTemel Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ASUMAN BOZKIR
- Hemen salım sağlayan kandesartan sileksetil tablet formülasyonuna tasarımla kalite uygulaması
Quality by design application to immediate release candesartan cilexetil tablet formulation
MERAL YÜCE
Doktora
Türkçe
2013
Eczacılık ve FarmakolojiHacettepe ÜniversitesiEczacılık Bölümü
PROF. DR. YILMAZ ÇAPAN
- Yoğurt ve ayranda karboksimetil selülozun (CMC) kalitatif ve kantitatif tayini için analiz metotları geliştirilmesi ve metot validasyonu
Development of analysis methods and method validation for the qualitative and quantitative determination of carboxymethyl cellulose (CMC) in yogurt and ayran
GÜLŞEN ERGÜNEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Gıda MühendisliğiGümüşhane ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEMALETTİN BALTACI
- Bal arısı parazitlerine karşı kontrollü akarisit serbestleştiren hidrojel sistemlerin geliştirilmesi
Development of controlled acaricide releasing hydrogel systems against honey bee parasites
EZGİ ECE DOĞAN