Poli(vinil alkol)/Kitosan hidrojelerinin sentezlenmesi vefarklı pH ortamlarında şişme ve degradasyon davranışlarının incelenmesi
Synthesis of polyvinyl alcohol/chitosan hydrogels and ınvestigation of their swelling and degradation behaviors in various pH environments
- Tez No: 921484
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CİHANGİR BOZTEPE, PROF. DR. GÖZDE İNCE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Bioengineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İnönü Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
Hidrojel formundaki biyomalzemeler, biyomedikal uygulamalarda yüksek biyouyumluluk, özelleştirilebilir mekanik özellikler ve kontrollü ilaç salımı gibi önemli avantajlar sunar. Bu tezde, polivinil alkol (PVA) ve kitosan bazlı kompozit hidrojeller, donma-çözülme yöntemi kullanılarak farklı kitosan derişimleri ve dört farklı donma-çözülme döngüsü ile sentezlenmiştir. Farklı pH seviyelerindeki şişme ve degradasyon davranışları incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. SEM ve FTIR analizleri ile fiziksel ve kimyasal özellikler karakterize edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, kitosan derişimi, pH seviyesi ve donma-çözülme döngüsünün şişme kapasitesi ve degradasyon oranları üzerinde önemli etkiler gösterdiğini göstermektedir. SEM analizi, kitosan oranının artışıyla yapıda meydana gelen değişiklikleri ve pH ortamının degradasyon üzerindeki etkisini göstermiştir. Çapraz bağlanma yoğunluğunun, donma- çözülme döngüsü sayısı ile arttığı tespit edilmiştir. Ayrıca, SEM sonuçları, çapraz bağlanmanın PVA ve kitosan polimerlerinin uyumlu bir kompozit yapı oluşturduğunu doğrulamaktadır. FTIR analizi sonuçları, asidik ortamda degradasyonun bazik ortama kıyasla daha belirgin olduğunu göstermiştir. Kitosan derişimindeki artışın, şişme oranlarını belirgin bir şekilde artırdığı tespit edilmiştir. %10 kitosan içeren hidrojellerin şişme oranı pH 2 ortamında %875, %50 kitosan içeren hidrojellerde ise %1899'a kadar çıkmıştır. Ayrıca, asidik ortamlarda, bazik ortamlara kıyasla daha yüksek şişme oranları saptanmıştır. %30 kitosan içeren ve bir donma-çözülme döngüsüne tabi tutulan hidrojellerin şişme oranı pH 2 ortamında %1280, pH 12 ortamında ise %742 olarak hesaplanmıştır. Degradasyon testleri, hidrojellerin genellikle asidik ortamlarda bazik ortamlara göre daha yüksek degradasyon oranları gösterdiğini ortaya koymuştur. Kitosan oranındaki artış, degradasyon oranlarını da artırmıştır. %50 kitosan içeren hidrojellerin degradasyon oranı pH 2 ortamında %35, pH 12 ortamında %10 olarak hesaplanmıştır. %10 kitosan içeren hidrojellerin degradasyon oranı pH 2'de %12, pH 12'de ise %6 olarak ölçülmüştür. Ayrıca şişme ve degradasyon oranları arasında güçlü bir korelasyon saptanmıştır. Kitosan derişimi, pH seviyesi ve donma-çözülme döngüsü sayısının şişme ve degradasyon davranışları üzerindeki etkileri, MATLAB ortamında yapay sinir ağları (YSA) kullanılarak yüksek uyumlulukla modellenmiştir.
Özet (Çeviri)
Hydrogel-based biomaterials offer significant advantages in biomedical applications, including high biocompatibility, tunable mechanical properties, and controlled drug release. In this thesis, polyvinyl alcohol (PVA) and chitosan-based composite hydrogels were synthesized using the freeze-thaw method with varying chitosan concentrations and four different freeze-thaw cycles. Their swelling and degradation behaviors were investigated and compared under various pH conditions. The physical and chemical properties of the hydrogels were characterized using SEM and FTIR analyses. The results demonstrate that chitosan concentration, pH level, and freeze-thaw cycles significantly influence swelling capacity and degradation rates. SEM analysis revealed structural changes associated with increasing chitosan content and the impact of pH on degradation. It was determined that the degree of crosslinking increased with the number of freeze-thaw cycles. Additionally, SEM results confirmed that crosslinking led to a compatible composite structure between PVA and chitosan polymers. FTIR analysis indicated that degradation in acidic environments was more pronounced compared to basic conditions. An increase in chitosan concentration was found to significantly enhance swelling ratios. Hydrogels containing 10% chitosan exhibited a swelling ratio of 875% at pH 2, whereas those containing 50% chitosan reached up to 1899%. Furthermore, higher swelling ratios were observed in acidic environments compared to basic conditions. Hydrogels containing 30% chitosan and subjected to a single freeze-thaw cycle exhibited a swelling ratio of 1280% at pH 2 and 742% at pH 12. Degradation tests revealed that hydrogels generally exhibited higher degradation rates in acidic environments than in basic ones. An increase in chitosan concentration also resulted in higher degradation rates. Hydrogels containing 50% chitosan exhibited a degradation rate of 35% at pH 2 and 10% at pH 12, while those containing 10% chitosan showed degradation rates of 12% at pH 2 and 6% at pH 12. A strong correlation was also observed between swelling and degradation rates. The effects of chitosan concentration, pH level, and freeze-thaw cycle number on swelling and degradation behaviors were successfully modeled using artificial neural networks (ANN) in MATLAB with high accuracy.
Benzer Tezler
- Synthesis, characterization and application of pH and temperature sensitive hydrogels
pH ve sıcaklık duyarlı hidrojellerin sentezi, karakterizasyonu ve uygulamaları
AYLİN ALTİNİSİK
- Poli (vinil alkol)/sodyum aljinat ve poli (vinil alkol)/kitosan mikrokürelerden salisilik asitin kontrollü salımı
Controlled release of salicylic acid from poly (vinyl alcohol)/sodium alginate and poly (vinyl alcohol)/chitosan microspheres
İLKER KARACA
- İlaç yüklü nanolif sistemlerden kontrollü ilaç salınımı
Controlled drug delivery from the drug loaded nanofiber systems
GAMZE ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
KimyaSüleyman Demirel ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL UYGUN ÖKSÜZ
- Kateter üretiminde kullanılmak üzere anti-mikrobiyal ve hidrofilik polimer kaplamaların geliştirilmesi
Improving of anti-microbial and hydrophilic polymer coatings for using of catheter production
NAGİHAN DEMİRCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSEL DİLSİZ
- Periferal olmayan konumda sübstitüe ftalosiyanin bileşiğinin transdermal ilaç salım sistemlerinde uygulanması
Application of nonperipherally substituted phthalocyanine compound in transdermal drug release systems
ESRA BARAN YAVUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
KimyaKırklareli ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERYEM ÇAMUR
DOÇ. DR. KURŞUN BAYSAK
