Akut KBRN yaralarının iyileştirilmesi için gümüş/zeolit tabanlı yara örtülerinin dizaynı, üretimi ve İn Vitro/İn Vivo koşullarda etkilerinin incelenmesi
Design, production and investigation of the effects of silver/zeolite-based wound dressings In Vitro/In Vivo conditions for the healing of acute CBRN wounds
- Tez No: 945757
- Danışmanlar: PROF. DR. HALİS UĞUZ, PROF. DR. SERDAR KARAKURT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Savunma ve Savunma Teknolojileri, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Antibakteriyel nanolifler, elektro-çekim, gümüş nanopartikül, yara iyileşmesi, zeolitler, Antibacterial nanofibers, electro-spinning, silver nanoparticle, wound healing, Zeolites
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Selçuk Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimyasal, Biyolojik, Radyolojik ve Nükleer Savunma Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimyasal, Biyolojik ve Nükleer Savunma Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
KBRN savunmasının amacı; KBRN ajanlarının oluşturabileceği tehditleri bertaraf edebilecek seviyede sınırlayan uygun teçhizat ve malzeme gücünü sağlamaktır. Bu yaklaşımla, kimyasal, biyolojik, radyolojik ve nükleer (KBRN) etkenlerin maruziyetinden kaynaklanabilecek yaralanmalarda uygulanan tedavi yöntemi; bireysel savunma için önemli bir adımdır. Nanomalzeme alanındaki gelişmelerle birlikte, yara iyileşme sürecini hızlandıran biyouyumlu, biyoçözünür, antimikrobiyal pansumanların dizaynı ve üretimi mümkündür. Bu tez çalışmasında; polivinil alkol (PVA), gümüş nanopartikül ve zeolitler kullanılarak elde edilen nanofiber örtülerin yara iyileştirme potansiyelini araştırmak amaçlanmıştır. Gümüş nanopartiküller (AgNP'ler), kimyasal indirgeme yöntemi kullanılarak sentezlendi. Partiküllerin karakterizasyonu UV-Vis, DLS ve SEM ile yapıldı. Nanoliflerin eldesinde elektro-çekim tekniği kullanıldı. Etkili yara örtüleri elde etmek için parametreler değiştirilerek (konsantrasyon, iğne ucu ve toplayıcı arasındaki mesafe, çözeltinin akış hızı) optimizasyon çalışmaları gerçekleştirildi. Nanoliflerin karakterizasyonu SEM ve FT-IR ile yapıldı. Nanoliflerin (AgZeo) antibakteriyel etkinliği, Escherichia coli ve Staphilococcus aureus bakterileri kullanılarak disk difüzyon yöntemi ile belirlendi. İn vitro sitotoksisite çalışması, sağlıklı keratinosit hücre hattı HaCaT'nin kontrol görevi gördüğü Alamar Mavisi tahlili kullanılarak değerlendirildi ve IC50 değerleri hesaplandı. Nanoliflerin in vitro yara migrasyon çalışması HaCaT hücreleri üzerinde çizik yöntemiyle belirlendi. Nanofiber yara örtülerin in vivo yara iyileştirme potansiyelini belirlemek için 24 adet 8-12 haftalık wistar albino ırkı rat kullanıldı. Ratlar, her grupta 6 rat olacak şekilde rastgele 4 gruba ayrıldı ve sırt kısımlarında tam kat eksizyonel yara modelleri oluşturuldu. Grup 1'deki (kontrol) yara modellerine herhangi bir işlem uygulanmadı. Grup 2'deki (Sham) yara modellerine %0,9 izotonik sodyum klorür uygulandı. Grup 3'deki (pozitif kontrol) yara modellerine ticari yara örtüsü uygulandı. Grup 4 (AgZeo)'deki yara modellerine ise elektro-çekim yöntemiyle üretilen nanolif yara örtüsü uygulandı ve yara küçülme yüzdeleri hesaplandı. Çalışmada yara iyileşme sürecinin ayrıntılı bir şekilde anlaşılmasını sağlamak için, yara dokusu örneklerine hematoksilen-eozin (HE) ile boyama uygulandı ve örnekler ışık mikroskobu altında incelendi. Araştırma sonuçları, AgNP'lerin 400 nm'de bir tepe emilimi sergileyerek gümüşün nano ölçekli boyutlardaki içeriğini doğruladığını ortaya çıkardı. 15 cm'lik bir çözelti toplayıcı mesafesi, 17 kV'luk bir voltaj ve 0,5 mL/saat'lik bir çözelti akış hızı ile optimum elektro-çekim koşulları oluşturuldu. İn vitro sitotoksisite çalışmasında nanoliflerdeki her katman ayrı ayrı değerlendirilmiş olup PVA nanolifler için IC50 değeri 118.2 ug/mL, PVAZeo nanolifler için IC50 değeri 100.7 ug/mL ve AgZeo nanolifleri için IC50 değeri 119.7 ug/mL olarak bulundu. Nanolifler insan deri keratinosit hücreleri üzerinde hiçbir sitotoksik etki göstermedi. İn vitro yara migrasyon çalışmasında 48 saatin sonunda yara alanı AgZeo nanolif grubunda çizilen yara alanını tamamen kapattığı gözlendi. Antibakteriyel etkinlik sonucu AgZeo nanolifler, E. coli için 163 mm2 ve S. aureus için 189 mm2 inhibisyon zon alanı oluşturdu. İn vivo yara iyileştirme deneyi sonucunda AgZeo nanolif yara örtülerinin uygulandığı gruptaki yara bölgesi 14. günde kapandı. 14. gün sonunda negatif kontrol grubunda %8, pozitif kontrol grubunda %43, Sham grubunda %60 ve AgZeo grubunda %96 oranında kapandı. Histopatolojik değerlendirme sonucu AgZeo grubunun epidermal kalınlaşma, kollajen lif artışı ve hücresel yoğunluk açısından daha belirgin ve ileri düzeyde bir rejenerasyon yanıtı sergilediği görüldü. Sonuç olarak bu araştırma, nano boyutlu malzemelerle formüle edilen nanofiber yara örtülerinin, KBRN olaylarından kaynaklanan yaralanmalarda terapötik uygulamalar için geleneksel yara pansumanlarına etkili bir alternatif olabileceğini öne sürmektedir. Aynı zamanda da ulusal KBRN savunma alanına önemli bir katkı sağlayacağı düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
The aim of CBRN defense is to provide appropriate equipment and materials capable of mitigating threats posed by CBRN agents. In this context, the treatment methods applied in injuries caused by exposure to chemical, biological, radiological, and nuclear (CBRN) agents represent a crucial step in individual protection. With advancements in the field of nanomaterials, it has become possible to design and produce biocompatible, biodegradable, and antimicrobial dressings that accelerate the wound healing process. In this thesis study, it is aimed to investigate the wound healing potential of nanofiber mats produced using polyvinyl alcohol (PVA), silver nanoparticles, and zeolites. Silver nanoparticles (AgNPs) were synthesized using the chemical reduction method. Characterization of the particles was carried out using UV-Vis spectroscopy, DLS, and SEM. Electrospinning technique was used for the fabrication of nanofibers. To obtain effective wound dressings, optimization studies were performed by varying parameters such as concentration, the distance between the needle tip and collector, and solution flow rate. The nanofibers were characterized using SEM and FT-IR. The antibacterial activity of the nanofibers (AgZeo) was determined using the disk diffusion method against Escherichia coli and Staphylococcus aureus. In vitro cytotoxicity was assessed using the Alamar Blue assay, where the healthy keratinocyte cell line HaCaT served as a control, and IC50 values were calculated. The in vitro wound migration assay of the nanofibers was evaluated using the scratch method on HaCaT cells. To determine the in vivo wound healing potential of the nanofiber wound dressings, 24 Wistar albino rats aged 8–12 weeks were used. The rats were randomly divided into 4 groups, with 6 rats in each group, and full-thickness excisional wound models were created on their dorsal areas. In Group 1 (control), no treatment was applied to the wound models. In Group 2 (Sham), 0.9% isotonic sodium chloride was applied to the wound models. In Group 3 (positive control), commercial wound dressing were applied to the wound models. In Group 4 (AgZeo), nanofiber wound dressing produced by the electrospinning method were applied to the wound models and wound contraction percentages were calculated. To enable a detailed understanding of the wound healing process in the study, wound tissue samples were stained with hematoxylin and eosin (H&E) and examined under a light microscope. The research results revealed that AgNPs exhibited a peak absorption at 400 nm, confirming the presence of silver at the nanoscale. Optimal electrospinning conditions were established with a solution-to-collector distance of 15 cm, a voltage of 17 kV, and a solution flow rate of 0.5 mL/h. In the in vitro cytotoxicity study, each layer of the nanofibers was evaluated individually. The IC50 values were found to be 118.2 µg/mL for PVA nanofibers, 100.7 µg/mL for PVAZeo nanofibers, and 119.7 µg/mL for AgZeo nanofibers. The nanofibers showed no cytotoxic effects on human skin keratinocyte cells. In the in vitro wound migration assay, it was observed that by the end of 48 hours, the wound area in the AgZeo nanofiber group had completely closed. As a result of the antibacterial activity test, AgZeo nanofibers formed inhibition zone areas of 163 mm² against E. coli and 189 mm² against S. aureus. In the in vivo wound healing experiment, the wound area in the group treated with AgZeo nanofiber wound dressings was completely closed by day 14. At the end of day 14, wound closure was 8% in the negative control group, 43% in the positive control group, 60% in the sham group, and 96% in the AgZeo group. As a result of the histopathological evaluation, the AgZeo group was observed to exhibit a more pronounced and advanced regenerative response in terms of epidermal thickening, increased collagen fibers, and cellular density. In conclusion, this research suggests that nanofiber wound dressings formulated with nanoscale materials could serve as an effective alternative to traditional wound dressings for therapeutic applications in injuries caused by CBRN (Chemical, Biological, Radiological, and Nuclear) incidents. It is also considered to make a significant contribution to the national CBRN defense field.
Benzer Tezler
- Afet tıbbı açısından KBRN müdahale sistemi: Suriye'deki kimyasal silah yaralılarının yönetimi örneği
CBRN intervention system in terms of disaster medicine: An example of the management of chemical weapons in syria
İLHAN ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2019
KimyaBezm-i Alem Vakıf ÜniversitesiAfet Tıbbı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ETHEM GÜNEREN
- KBRN olayların psikososyal etkileri ve psikososyal destek müdahale önerisi
Psychosocial effects of CBRN events and psychosocial support intervention proposal
NİYAZİ ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Psikolojiİskenderun Teknik ÜniversitesiKimyasal, Biyolojik, Radyolojik, Nükleer Tehditler Yönetimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET EYYUPHAN YAKINCI
- KBRN ajanlarının neden oldukları yara ve yanıkların tedavisinde kullanılmak üzere hidrojel tabanlı yara bakım malzemelerinin üretimi ve uygulaması
Production and application of hydrogel based wound care materials for the treatment of wounds and burns caused by CBRN agents
KEMAL BAŞ
Doktora
Türkçe
2025
Savunma ve Savunma TeknolojileriSelçuk ÜniversitesiKimyasal, Biyolojik, Radyolojik ve Nükleer Savunma Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR KARAKURT
- SNAr üzerinden toksik tiyofenol tespiti için yeni kolorimetrik ve florimetrik sensörlerin sentezi ve uygulanabilirliği
Synthesis and applicability of new colorimetric and fluorimetric sensors for toxic thiophenol detection via SNAr
NAZLI TAŞKIRAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Savunma ve Savunma TeknolojileriSelçuk ÜniversitesiKimyasal, Biyolojik, Radyolojik ve Nükleer Savunma Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERKAN ERDEMİR
- Kimyasal, biyolojik, radyolojik ve nükleer (KBRN) tehditlerinin ekosistem sağlığı ve insan sağlığı üzerindeki çok boyutlu etkileri ve sürdürülebilir koruma yöntemleri
Multidimensional effects of chemical, biological, radiological and nuclear (CBRN) threats on ecosystem health and human health and sustainable protection methods
BETÜL MELEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Acil TıpTekirdağ Namık Kemal ÜniversitesiAcil Yardım ve Afet Yönetimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE HANDAN DÖKMECİ