Production and characterization of biocompatible wound dressings by electrospinning method
Elektrospinning yöntemi ile biyouyumlu yara örtülerinin üretimi ve karakterizasyonu
- Tez No: 893174
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FİGEN KAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 62
Özet
Yaşam var olduğu günden bu yana yaralarda var olmuştur. Günümüzde artan insan nüfusu, bozulan yaşam dengesi insanların kronik ve akut yaralarla daha çok karşılaşmasına sebep olmuştur. Kronik yaralar; diyabet, venöz, cerrahi, bası gibi sistematik nedenler ile oluşan 4 ila 6 hafta arasında iyileşme göstermeyen ve iyileşme süreci zor olan yaralardır. Yara örtüsü olarak kullanılan malzemelere geleneksel bandajlar, poliüretan filmler, hidrojeller, köpükler, nanofiberler, kompozit yapılı yara örtüleri örnek verilebilir. Bu çalışmada kronik yaraların iyileşmesine katkı sağlayacak, ekstraselüler matris (ECM) ile uyumlu, hücre büyümesini ve tutunmasını destekleyecek, antibakteriyel özelliklere sahip elektro eğirme yöntemi kullanılarak üretilecek nanofiberler elde edildi ve biyouyumluluk, toksiklik, fiberlerin boyutu, Biyobozunurluk incelenip sonuçların yaranın iyileşmesi için gerekli ortamı sağlamaları değerlendirilmiştir. Dünyamızın kaynaklarının hızla tükendiği ve dengesinin bozulduğu göz önüne alınarak sürdürülebilir malzemeler tercih edilmiştir. Soya fasulyesinden gelen izole soya proteini (SPI) %98 protein içerir, doğa ile uyumlu suda çözünen global bitkisel protein yapısıdır. Projede soya proteini ve suda çözünen biyopolimer olan Polivinil alkol (PVA) taşıyıcı polimer olarak kullanılacaktır. PVA doku taklidi, esneklik, su emme kabiliyeti, gaz geçirgenliği ve biyouyumluluk gibi özelliklere sahip olduğundan membran hazırlamada, ilaç salım sistemlerinde, doku mühendisliğinde yaygın olarak kullanılır. Nanopartiküller yaraların iyileşmesini teşvik edeceği gibi antibakteriyel koruma sağlayarak yara iyileşmesinde etkin şekilde kullanılırlar. Bu çalışmada sol-gel ve hidrotermal yöntemler ile üretilen çinko oksit (ZnO) nanopartikülleri, hazırlanan polimer solüsyonuna (PVA: SPI) katkılandırılmıştır. Çinko oksit (ZnO) bir geçiş metali olup iyi katalitik, elektriksel, foto kimyasal, optik, antibakteriyel özelliklerine sahiptir. Nanometal ile katkılandırılmış PVA: SPI solüsyonları farklı kompozisyonlar ile elektro eğirme prosesine tabi tutulacak ve proses parametreleri denenerek fiber üretimi için optimum koşullar sağlanmıştır. FESEM ile elde edilen nanofiberlerin morfolojisi ve boyutları, XRD ile nanopartiküllerin ZnO kristolografik yapısına uygun olduğu, FTIR ile fiberlerin kimyasal yapısını karakterize edilmiştir. Sitotoksisite ve proliferasyonu ölçmek için XTT ile Sitotoksisite analizi yapılmış olup hücre canlılığı %142.91 artışı gözlenmiştir. Ayrıca fiberlerin bozunma hızını ölçmek için In-Vitro Biyodegradasyon analizi yapılmıştır ve 7 günde tamamen bozunduğu gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Since the dawn of life, wounds have existed. Today, the increasing human population and disrupted life balance have led to more frequent encounters with chronic and acute wounds. Chronic wounds are those that do not heal within 4 to 6 weeks and are challenging to treat, often caused by systemic factors such as diabetes, venous diseases, surgeries, and pressure ulcers. Traditional bandages, polyurethane films, hydrogels, foams, nanofibers, and composite wound dressings are examples of materials used as wound dressings. In this study, nanofibers were produced using the electrospinning method to promote healing of chronic wounds, compatible with the extracellular matrix (ECM), and support cell growth and adhesion with antibacterial properties. The biocompatibility, toxicity, fiber size, and biodegradability of these nanofibers were examined, and the results were evaluated to determine if they provided the necessary environment for wound healing. Considering the rapid depletion and imbalance of our planet's resources, sustainable materials were chosen. Soy protein isolate (SPI), derived from soybeans, contains 98% protein and is a globally accepted plant protein compatible with nature and water-soluble. In this project, soy protein and polyvinyl alcohol (PVA), a water-soluble biopolymer, were used as carrier polymers. PVA is widely used in membrane preparation, drug delivery systems, and tissue engineering due to its tissue-mimicking, flexibility, water absorption capacity, gas permeability, and biocompatibility properties. Nanoparticles are used effectively in wound healing by providing antibacterial protection and promoting wound healing. In this study, zinc oxide (ZnO) nanoparticles, produced by sol-gel and hydrothermal methods, were incorporated into the prepared polymer solution (PVA: SPI). Zinc oxide (ZnO), a transition metal, has good catalytic, electrical, photochemical, optical, and antibacterial properties. PVA: SPI solutions reinforced with nanometal were subjected to the electrospinning process with different compositions, and process parameters were tested to achieve optimal conditions for fiber production. The morphology and dimensions of the nanofibers obtained were characterized by FESEM, showing that the nanoparticles conformed to the ZnO crystallographic structure with XRD and characterized the chemical structure of the fibers with FTIR. Cytotoxicity and proliferation were measured using XTT cytotoxicity analysis, and a 142.91% increase in cell viability was observed. Additionally, an In-Vitro Biodegradation analysis was performed to measure the degradation rate of the fibers, and complete degradation was observed within 7 days.
Benzer Tezler
- Development and characterization of nanofibrous structures for atopic dermatitis treatment
Atopik dermatit tedavisi için nanolifli yapıların geliştirilmesi ve karakterizasyonu
NURSEMA PALA AVCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA BANU NERGİS
DR. ÖĞR. ÜYESİ NEBAHAT ARAL YILMAZ
- Elektroeğirme yöntemi ile antimikrobiyal yara örtüsü üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of antimicrobial dressings by electrospinning
BÜŞRA YILDIRIM
- Organik ve inorganik katkılı ilaç salımlı polivinil alkol ve jelatin polimer fiber matris tabanlı yeni bir yara örtüsü malzeme tasarımı, antibakteriyel ve yara iyileştirme etkisinin incelenmesi
Design of a new wound dressing material based on organic and inorganic doped drug releasing polyvinyl alcohol and gelatin polymer fiber matrix and investigation of its antibacterial and wound healing effect
TÜLAY MERVE SOYLU
Doktora
Türkçe
2024
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVİL YÜCEL
DR. ÖĞR. ÜYESİ YELİZ ELALMIŞ
- Elektroçekim yöntemiyle gözenekli lif üretimi, karakterizasyonu ve uygulama alanlarının incelenmesi
Production of porous fiber by electrospinning method, characterization and investigation of application areas
SEMA SAMATYA YILMAZ
Doktora
Türkçe
2022
MikrobiyolojiKocaeli ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE AYTAÇ
- Çapraz bağlı polivinil alkol/sodyum kazeinat karışımlarından nanoliflerin üretimi, karakterizasyonu ve yara örtüsü olarak kullanımının incelenmesi
Production, characterization and examination of usage as wound dressing of nanofibers from cross-linked polyvinyl alcohol/sodium caseinate mixture
ÖZGE ŞENDİL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE AYTAÇ