Biyomedikal uygulamalar için polibütilen süksinat / termoplastik poliüretan karışımlarından içi boş, çift bileşenli nanoliflerin üretimi
Production of hollow, bicomponent nanofibers from polybutylene succinate / thermoplastic polyurethane blends for biomedical applications
- Tez No: 894590
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞE AYTAÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Tekstil ve Tekstil Mühendisliği, Biotechnology, Polymer Science and Technology, Textile and Textile Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 286
Özet
Doktora tezi çalışmasında, biyobazlı Polibütilen Süksinat (PBS) biyopolimeri ile Termoplastik Poliüretan (TPU) polimeri karıştırılarak katma değeri yüksek, çevre dostu, geri dönüştürülebilir, biyouyumlu nano biyomalzemeler elde edilmiştir. Bu çalışmanın amacı, biyomedikal alanda gelecek vaad eden biyobozunur içi boş PBS/TPU nanoliflerin üretilmesi ve eksudalı yaş yaralar için deri üzerinde uygulanabilecek antibakteriyel etkili yara örtüsü olarak kullanımının araştırılmasıdır. Nanolif üretimi için uygulanan en etkili üretim şekli elektroçekim yöntemidir. Önceki araştırmalarda, PBS/TPU karışımları farklı üretim yöntemleriyle (dahili bir karıştırıcıda eriyikten karıştırma, daldırma çöktürme) hazırlanmıştır. Fakat PBS/TPU karışımlarından içi-boş nanolif oluşturulması üzerine literatürde herhangi bir çalışma bulunmamıştır. Nanoliflerin oluşturulmasında, katkılı veya katkısız PBS/TPU çözeltisi (kabuk) ve saf Polivinilpirolidon (PVP) çözeltisi (çekirdek) hazırlanmış ve eş eksenli elektroçekim yöntemiyle çift bileşenli nanolif üretimi gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, teknik etanol ile çekirdekteki saf PVP nanolifi çözülerek yapıdan uzaklaştırılmıştır. Böylece, içi boş PBS/TPU nanolifleri elde edilmiştir. Çalışmada, ilk önce farklı bileşim oranlarında (ağırlıkça 20/80, 40/60, 50/50, 60/40, 80/20) içi boş PBS/TPU nanolifleri elektroçekim yöntemi ile elde edilmiş ve karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Doktora çalışmasının devamında, bu bileşimlerden seçilen“60:40”karışım oranındaki PBS/TPU çözeltilerine, çeşitli oranlarda toz formda gümüş nano kürecikler (AgNK) (ağırlıkça %2, %4, %6, %8) veya nano grafenoksit (GO) (ağırlıkça %0,5, %1, %5, %10) katkıları eklenmiştir. Ayrıca, hedeflenen özelliklerde, hibrit“GO ve AgNK”katkılı PBS/TPU antibakteriyel etkili yara örtüleri de elde edilmiştir. AgNK varlığında GO yapıda daha homojen dağılmış ve çok düşük katkı oranlarında bile (%0,3 AgNK ile %0,7 GO) antibakteriyel etkili, mekanik ve yüzey özellikleri gelişmiş içi boş nanolif membranı üretimi sağlanmıştır. Üretilen numunelerin; Taramalı Elektron Mikroskop ve Geçirimli Elektron Mikroskop analizleri ile morfolojileri, Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi ile kimyasal etkileşimleri, Çekme testi ile çekme dayanımı ve kopmada uzama değerleri, Diferansiyel Taramalı Kalorimetre ile camsı geçiş sıcaklıkları (Tg), erime sıcaklıkları (Tm) ve % kristalinite değerleri, Termogravimetrik Analiz ile bozunma sıcaklıkları ve kül miktarları, Sıvı Emicilik ve Kuruma Süresi testleriyle sıvı emme ve kuruma kabiliyetleri, Hava Geçirgenlik testiyle nefes alabilirlik özelliği, Antibakteriyel Analiz ile antibakteriyel etkinliği, Sitotoksite testiyle biyouyumluluk, hücre canlılığı belirlenmiştir. Doktora çalışmasıyla başarıyla elde edilen içi boş nanolif yüzeylerin; esnekliği, nefes alabilmesi ve antibakteriyel özelliği kazandırılmış yara örtüsü malzemelerinin doğrudan endüstriyel kuruluşlar tarafından üretimi yapılabilir niteliktedir. Ülkemizde tıp ve medikal alanlarında faaliyet gösteren kurumlar açısından yol göstericidir.
Özet (Çeviri)
In this doctoral thesis study, high value-added, environmentally friendly, recyclable, biocompatible nano biomaterials were obtained by mixing bio-based Polybutylene Succinate (PBS) biopolymer with Thermoplastic Polyurethane (TPU) polymer. The aim of this study is to produce biodegradable hollow PBS/TPU nanofibers, which are promising in the biomedical field, and to investigate their use as an antibacterial effective wound dressing that can be applied on the skin for exuding wet wounds. The most effective production method for nanofiber formation is the electrospinning method. In previous research, PBS/TPU blends were served by different production methods (melt mixing in an internal mixer, immersion precipitation). However, there is no study in the literature as the author knows on creating hollow nanofibers from PBS/TPU blends. In this thesis work, during the formation of nanofibers, PBS/TPU solution (shell) with or without additives and pure PVP solution (core) were prepared, and bi-component nanofiber production was carried out by coaxial electrospinning method. Then, the pure PVP nanofiber in the core was dissolved with technical ethanol and removed from the structure. Thus, hollow PBS/TPU nanofibers were obtained. In the study, first, hollow PBS/TPU nanofibers with different composition ratios (20/80, 40/60, 50/50, 60/40, 80/20 by weight) were obtained by electrospinning method and characterization studies were carried out. During the continuation of this dissertation, silver nanospheres (AgNK) (2%, 4%, 6%, 8% by weight) or nano grapheneoxide (GO) (0.5%, 1%, 5%, 10% by weight) were added to PBS/TPU solutions in the“60:40”mixing ratio selected from these compositions in various ratios. In addition, a hybrid“GO and AgNK”added PBS/TPU antibacterial effective wound dressing candidate with the targeted properties was obtained. In presence of AgNK, GO was distributed more homogeneously in the structure, even at low additive rates (0.3% AgNK and 0.7% GO) hollow nanofiber mat with an antibacterial effect and improved mechanical and surface properties was produced. The samples produced; morphology with Scanning Electron Microscope and Transmission Electron Microscope analyses, chemical interactions determination with Fourier Transform Infrared Spectroscopy, tensile strengths and elongation at break values by Tensile Test, temperatures of glass transition (Tg), melting temperatures (Tm) and % crystallinity values with Differential Scanning Calorimetry, decomposition temperatures and ash amounts with Thermogravimetric Analysis, liquid absorption and drying capabilities with Liquid Absorbency Capacity and Drying Time tests, breathability with Air Permeability test, antibacterial efficiency with Antibacterial Analysis and, as biocompatibility cell viability with Cytotoxicity Assay were determined. With the hollow nanofiber surfaces successfully obtained through doctoral study; Wound dressing materials with flexibility, breathability and antibacterial properties can be produced directly by industrial organizations. It is a guide for institutions operating in medicine and medical fields in our country.
Benzer Tezler
- Biyomedikal uygulamalar için çok-işlevli demir oksit-gadolinyum borat kompozit nanoplatformların geliştirilmesi
Development of multifunctional iron oxidegadolinium borate composite nanoplatforms for biomedical applications
OKAN İÇTEN
Doktora
Türkçe
2017
KimyaHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİRGÜL KARAN
DOÇ. DR. DURSUN ALİ KÖSE
- Synthesis and characterization of multifunctional GdB3O6/Ca10(PO4)6(OH)2 core/shell particles for biomedical applications
Biyomedikal uygulamalar için çekirdek/kabuk tipi GdB3O6/Ca10(PO4)6(OH)2 parçacıklarının sentezi ve karakterizasyonu
MEHMET BURAK UZUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEN YILMAZ
- Biopolyester / natural polymer blends for biomedical applications
Biyomedikal uygulamalar için biyopoliester / doğal polimer harmanları
CANSU ÜLKER TURAN
Doktora
İngilizce
2022
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATOŞ YÜKSEL GÜVENİLİR
- Preparation and characterization of chitosan-polyethylene glycol microspheres and films for biomedical applications
Kitosan-polietilen glikol mikroküre ve filmlerinin biyomedikal uygulamalar için hazırlanması ve karakterizasyonu
İSMAİL DOĞAN GÜNBAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESRİN HASIRCI
- Zwitteriyonik hibrit poliüretan sentezi ve özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of zwitterionic hybrid polyurethane and examining its properties
ÖZLEM SADIK