Bakteriyel adezyon önleyici polimer malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of polymeric materials preventing bacterial adhesion
- Tez No: 946566
- Danışmanlar: PROF. DR. SAADET KEVSER PABUCCUOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Kimya Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Biotechnology, Chemical Engineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 211
Özet
Biyofilmler, mikroorganizmaların canlı veya cansız yüzeylere tutunarak oluşturduğu, protein, polisakkarit ve nükleik asit gibi ekstraselüler makromoleküllerden oluşan üç boyutlu koruyucu matrikslerdir. Böylece, mikroorganizmaların besin ihtiyacını, kimyasal etkenlerden korunmasını ve elverişli mikro‐çevreler geliştirmesini sağlar. Özellikle gıda ve ilaç endüstrileri, tıbbi cihazlar, su sistemleri gibi alanlarda ekipman yüzeylerinde kalıcı hale gelen biyofilmler, ciddi kontaminasyonlara yol açmaktadır. Bu tez çalışmasında, bakteriyel adezyon/biyofilm oluşumunu engelleyici fonksiyonel dolgu ürünlerinin sentezi ve bunların kullanıldığı kompozit malzemelerin geliştirilmesi amaçlandı. Bu kapsamda, farklı modifiye sentetik çift tabakalı hidroksit (LDH) ve organosilikon temelli polihedral oligomerik silseskuioksan (POSS) bileşikleri sentezlendi ve yapısal özellikleri FTIR, XRD, BET, SEM, TGA ve DSC analizleriyle doğrulandı. Antimikrobiyal aktivite testleri sonucunda, Gram (+) ve Gram (-) bakteri suşlarına karşı etkin sentez dolgu ürünlerinin kullanıldığı, doymamış poliester reçine (DPes) ve polipropilen (PP), termoset/termoplastik iki farklı polimer matriks seçilerek kompozit malzemeler hazırlandı. Uygun özellikteki malzemelerin yüzeyindeki biyofilm oluşumu floresans bazlı mikroplaka analizleri ile kantitatif olarak belirlendi. Bu bağlamda seçilen malzemelerin mekanik özellikleri de tekstür analiz ve DMA yöntemleriyle incelendi. İlk defa bu çalışmada sentezlenen ve karakterize edilen bor-fosfor kümelenmeleri yapı geometrisine sahip eksfoliye LDH dolgu ürününün (BA-LDH-PC) en yüksek antibakteriyel aktiviteyi gösterdiği ve bu dolgu ürünü ile %5 ve %7 oranlarında hazırlanan sırasıyla DPes esaslı (M3) ve PP esaslı (P3) malzemelerin yüzeyinde biyofilm oluşumunun en düşük düzeyde olduğu belirlendi. Bu malzemelerin mekanik özellikleri, M3'ün düşük modül ve dayanıma rağmen sünek bir davranış, P3'ün ise yüksek modül ve çekme mukavemeti ile rijit bir yapı davranışı sergilediğini de belirtmektedir. Geliştirilen dolgu ürünlerinin, seçilen farklı polimer esaslı biyofilm önleyici kompozitlerin üretiminde kullanılabileceği ilk defa bu çalışmada ortaya koyuldu. Sonuçlar, geliştirilen bu malzemelerin gıda üretim tesislerindeki ekipmanlar ve gıda ambalaj yüzeyleri ile umumi lavabolar, duş ve tuvalet yüzeyleri vb. hijyen gereksinimi yüksek işletmelerde ve ortak alanlarda yüksek kullanım potansiyelini sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Biofilms are three-dimensional protective matrices formed by microorganisms adhering to living or non-living surfaces, composed of extracellular macromolecules such as proteins, polysaccharides, and nucleic acids. These structures enable microorganisms to meet their nutritional needs, protect themselves from chemical agents, and establish favorable microenvironments. In particular, biofilms that persist on equipment surfaces in fields such as the food and pharmaceutical industries, medical devices, and water systems lead to significant contamination problems. This thesis study aimed to synthesize functional filler materials that inhibit bacterial adhesion and biofilm formation, and to develop composite materials incorporating these fillers. For this purpose, various modified synthetic layered double hydroxides (LDHs) and organosilicon-based polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) compounds were synthesized, and their structural features were confirmed through FTIR, XRD, BET, SEM, TGA, and DSC analyses. Based on antimicrobial activity tests, effective synthesized fillers against Gram-positive and Gram-negative bacterial strains were incorporated into unsaturated polyester resin (DPes) and polypropylene (PP) matrices as representatives of thermoset and thermoplastic systems, respectively. The formation of biofilms on the surface of suitable materials was quantitatively assessed using fluorescence-based microplate analysis. In addition, the mechanical properties of the selected materials were also investigated through texture analysis and DMA. For the first time in this study, the exfoliated LDH filler (BA-LDH-PC), which possesses a boron-phosphorus cluster-like structural geometry, was synthesized and characterized, demonstrating the highest antibacterial activity. Among the composites, DPes-based material (M3) containing 5 wt% and PP-based material (P3) containing 7 wt% of this filler exhibited the lowest levels of biofilm formation on their surfaces. Mechanical analysis revealed that M3 exhibited a ductile behavior with low modulus and strength, while P3 exhibited a rigid structure with high modulus and tensile strength. This study is the first to demonstrate that the developed fillers can be used in the production of biofilm-inhibiting composite materials based on different polymer matrices. The results indicate that the developed materials offer high application potential for use on equipment and food packaging surfaces in food production facilities, as well as in hygiene-critical environments and shared public areas such as lavatories, showers, and toilets.
Benzer Tezler
- Hipokloröz asit kullanımının postoperatif peritoneal adezyonlar üzerine etkinliğinin değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
ÖZGE ÖZTÜRK AKAR
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2020
Çocuk CerrahisiSağlık Bilimleri ÜniversitesiÇocuk Cerrahisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AKGÜN ORAL
- Deneysel sepsis modelinde, geç dönem hiperbarik ve normobarik oksijen tedavilerinin karaciğer üzerine etkinliği.
The late phase efficacy of hyperbaric and normobaric oxygen therapies on liver in experimental sepsis model.
HALİL ERTÜRK
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2009
Deniz ve Sualtı HekimliğiGATAİç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. REFİK MAS
- Farklı polisaj sistemlerinin renk adaptasyon yeteneği yüksek üniversal kompozitlerin renk değişikliği, yüzey pürüzlülüğü ve bakteriyel adezyonuna etkisinin değerlendirilmesi
Evaluation of the effect of different polishing systems on color change, surface roughness and bacterial adhesion of universal composites with high color adaptation capability
EBRU YILMAZ
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2025
Diş HekimliğiPamukkale ÜniversitesiRestoratif Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGE GİZEM YENİDÜNYA
- Role of growth phase in physiochemical properties and adhesion capacities of Escherichia coli and Bacillus subtilis cells at the nano- and macro- scales
Büyüme fazinin Escherichia coli ve Bacillus subtilis hücrelerinin fizyokimyasal özelliklerinde ve adezyon kapasitelerindeki rolünün nano ve makro ölçekte incelenmesi
GAMZE NUR ASPAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Biyofizikİzmir Ekonomi ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA PINAR GÖRDESLİ DUATEPE
- Zirkonyum oksit ve titanyum implant dayanaklarında bakteriyel adezyon ve kolonizasyon farklılıkları
Bacterial adhesion and colonization differences between zirconium oxide and titanium implant abutments
UMUT SALİHOĞLU