Synthesis and characterization of antimicrobial polypeptide containing composite hydrogels for wound healing
Antibakteriyel polipeptid içeren kompozit hidrojellerin sentezi ve karakterizasyonu
- Tez No: 936411
- Danışmanlar: PROF. DR. AYLİN ZİYLAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, yara pansumanı olarak kullanılmak üzere antimikrobiyal polipeptitler içeren kompozit hidrojeller üretilmiştir. Kronik ve akut olmak üzere iki farklı yara tipi bulunmaktadır ve bu tez kapsamındaki malzemeler akut yaralar için tasarlanmıştır. Akut yaralar, yara iyileşme sürecinde olması gereken tüm basamakları kendi başına gerçekleştirebilen, ancak kendi kendine iyileşirken enfeksiyon kapma olasılıkları yüksek olan yara tipleridir. Son zamanlarda yara enfeksiyonu ile ilgili vakaların arttığı belirlenmiş olup, yaradan kana bulaşan kan dolaşımı enfeksiyonu sonrası tüm nedenlere bağlı ölüm oranının (1 yıl veya daha uzun süre sonra) %8 ile %48 arasında değiştiği bildirilmiştir. Daha önce yaşlı erişkinlerde yapılan çalışmalarda gram negatif bakterilerin neden olduğu cerrahi bölge enfeksiyonu ve ameliyat sonrası yara enfeksiyonları gibi hemen hemen tüm vakalar ilişkilendirilmiştir. Bakteriyel enfeksiyonu önlemek için yara örtülerinin yüksek biyouyumluluk, fazla eksüdayı emebilecek yüksek sıvı emme kapasitesi ve yara yatağında nemli bir ortam sağlayacak yeterli su buharı geçirme oranı gibi özelliklere sahip olması gerekir. Bu bağlamda tasarlanan malzeme, nisin katkılı/katkısız kitosan nanofiber takviyesi ve hidrojel matrisinden oluşan kompozit bir hidrojel yara örtüsüdür. Antimikrobiyal bir polipeptit olan nisinin doğal bir bağışıklık sistemi bileşeni olduğu ve sıkça kullanılan ağır metal gümüş içeren ürünlere göre çok daha risksiz kabul edildiği belirlenmiştir. Hidrojel matris bileşiminde birbirleriyle kompleks oluşturabilen karboksimetil kitosan ve aljinat polimerleri kullanılmıştır. Karboksimetil kitosan, polietilen glikol diglisidil eter ile kimyasal olarak çapraz bağlanmış ve aljinat, kalsiyum klorür ile fiziksel olarak çapraz bağlanarak iç içe geçen bir polimer ağ yapısı oluşturulmuştur. SEM analizleri, kitosan nanofiberlerinin hidrojel matrisi içerisinde başarılı bir şekilde entegre olduğunu göstermiştir. FTIR ve XRD sonuçlarına göre nisinin yapıya dahil olduğu ve aljinat, kitosan ve karboksimetil kitosan polimerlerinin birbirleriyle etkileşime girdiği belirlenmiştir. Yara örtülerinin antibakteriyel performansını değerlendirmek için AATCC-100 antibakteriyel test yöntemi kullanılmış ve nisin içeren grubun nisin içermeyen gruplara kıyasla Staphylococcus aureus ve Escherichia coli'ye karşı antibakteriyel olduğu bulunmuştur. TPA sonuçlarına göre, hidrojellerin basınç dayanımı ve sertliği kitosan nanofiber eklenmesiyle artmıştır. Dahası, hidrojellerin boyutsal kararlılığı nanofiber eklenmesiyle iyileşmiş ve ardından yüzde şişme değerlerinde hafif bir azalma tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, composite hydrogels containing antimicrobial polypeptides have been produced to be used as wound dressings. There are two different types of wounds, chronic and acute, and the materials within the scope of this thesis are designed for acute wounds. Acute wounds are wound types that can perform all the steps that should be in the wound healing process on their own, but they have a high probability of infection while healing on their own. It has been determined that the cases related to wound infection have increased recently and it has been reported that the all-cause mortality rate (after 1 year or more) following bloodstream infection transmitted from the wound to the blood varies between 8% and 48%. Previous studies conducted in older adults have linked almost all cases such as surgical site infection and post-operative wound infections caused by gram negative bacteria. In order to prevent bacterial infection, wound dressings must have features such as high biocompatibility, high fluid absorption capacity to absorb excess exudate, and sufficient water vapor transmission rate to provide a moist environment in the wound bed. In this context, the designed material is a composite hydrogel wound dressings consisting of chitosan nanofiber reinforcement with/without nissin additive and haydeogel matrix. It was determined that nisin, an antimicrobial polypeptide, is a natural immune system component and it is regarded as much more risk free compared to frequently used products containing heavy metal silver. Carboxy methyl chitosan and alginate polymers that can form complexes with each other were used in the hydrogel matrix composition. Carboxymethyl chitosan was chemically cross-linked with polyethylene glycol diglycidyl ether and alginate was physically cross-linked with calcium chloride to form an interpenetrating polymer network structure. SEM analysis showed that chitosan nanofibers were successfully integrated within the hydrogel matrix. According to FTIR and XRD results, it was determined that nisin was incorporated into the structure, and alginate, chitosan and carboxymethyl chitosan polymers interacted with each other. AATCC-100 antibacterial test method was used to evaluate the antibacterial performance of the wound dressings, and the group containing nisin was found to be antibacterial against Staphylococcus aureus and Escherichia coli compared to the groups without nisin. According to the TPA results, the compressive strength and hardness of the hydrogels were increased with the chitosan nanofiber addition. Moreover, dimentional stability of the hydrogels was improved upon nanofiber incorporation, followed by a slight decrease in percent swelling values.
Benzer Tezler
- Functional conjugated polymers
Fonksiyonel konjuge polimerler
HÜSEYİN AKBULUT
Doktora
İngilizce
2015
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF YAĞCI
- Synthesis and characterization of metal free and metal phthalocyanines bearing thymol moieties derived from antimicrobial and antifungal terpenoids
Antimikrobiyal ve antifungal özellikli terpenoidlerden olan timol ve türevi bileşiklerden metalli ve metalsiz ftalosiyaninlerin sentezi ve karakterizasyonu
ROVSHEN ATAJANOV
- Synthesis, characterization and antimicrobial activities of boron-starch complexes
Bor-nişasta komplekslerinin sentezi, karakterizasyonu ve antimikrobiyal aktiviteleri
ELİF ANT BURSALI
- Synthesis, structural characterization and antimicrobial activity of new macrocyclic ligands and their transition metal complexes
Yeni makrosiklik ligandlar ve bunların geçiş metalleri komplekslerinin sentezi, yapısal olarak karakterize edilmesi ve antimikrobial aktivitelerinin incelenmesi
HÜSEYİN ÇEVİK
- Synthesis, structural characterization and antimicrobial activity of di and tri-alkyne containing macromolecule ligands and their transition metal complexes using NMR technique
İki ve üçlü alkin içeren makromolekül ligantlar ve geçiş metal komplekslerinin NMR teknikleri ile sentezi, yapısal karakterizasyonu ve mikrobiyal aktiviteleri
İBRAHİM ŞAŞMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Kimya MühendisliğiFatih ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NAZ MOHAMMED AGHATABAY