Development of a gentamicin-loaded silk fibroin/carbon nanofiber composite for use as an antibacterial wound dressing
Antibakteriyel yara örtüsü uygulamaları için gentamisin yüklü ipek fibroin/karbon nanofiber kompozitinin geliştirilmesi
- Tez No: 973318
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BATUR ERCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kronik yaraların iyileştirilmesi, hastalar ve sağlık ekonomileri açısından küresel geniş etkileri olan bir sorundur. Çözüm olarak geliştirilmiş yara örtülerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu yara örtüleri biyouyumlu olmalı ve yara dokusuna mekanik olarak uygun özellikler göstermelidir. Ayrıca nem dengesini korumalı, gaz alışverişine izin vermeli ve patojenlere karşı koruma sağlamalıdır. Bu hedefe yönelik, gentamisin yüklü gözenekli ipek fibroin (SF)/karbon nanofiber (CNF) kompozit yara örtüleri tasarlanmıştır. SF, doğal ve biyouyumlu bir polimerdir, CNF ise olumsuz doku reaksiyonlarına yol açmadan mekanik dayanımı artırır. Bununla birlikte, gözenek yapısı antibiyotik yükleme kapasitesini arttırır, nem tutma özelliğini ve gaz alışverişini olumlu etkiler. Örtülere yüklenen gentamisin, yara bölgesinde olası bakteri kolonizasyonunu engeller. Bu tezde, örtüler tuz çözündürme yöntemiyle üretilmiştir. Gözenek yapısını incelemek için Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. CNF ilavesi X-Işını Difraksiyonu (XRD) analizinde gözlenen tepe kayması ile görülmüştür. İpek fibroinin beta-pileli yapısı XRD ve Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) ile karakterize edilmiştir. CNF katkısı, sadece SF kullanılan örneklere kıyasla çekme dayanımını iki katına çıkarmıştır. Ek olarak, yara örtülerinde %600 şişme kapasitesi gözlenmiştir. Bunların yanı sıra, ilaç yükleme ve salım davranışı UV-Vis spektroskopisiyle Gentamisin-OPA reaksiyonu kullanılarak analiz edilmiştir. İlaveten, insan keratinosit hücreleri (HACAT) ile yapılan in vitro testlerde proliferasyon MTT testiyle değerlendirilmiş ve hücre göçü üzerine engelleyici etki olmadığı saptanmıştır. Bunun yanında, örtüler Escherichia coli'ye karşı 4 gün ve Staphylococcus aureus'a karşı 7 gün süreyle antibakteriyel etki göstermiştir. Dahası her iki bakteri türünde de biyofilm kütlesini yarıya indirmiştir. Bu sonuçlar, antibakteriyel SF-CNF örtülerini yara iyileşmesi için kapsamlı bir yaklaşım olarak ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Healing of chronic wounds remains a global healthcare challenge with profound socioeconomic implications. Addressing this issue requires advanced wound dressings combining biocompatibility, mechanical strength, moisture retention, and effective microbial protection. For this purpose, gentamicin-loaded porous silk fibroin (SF)–carbon nanofiber (CNF) composite dressings were developed. SF, a natural biocompatible polymer, provides a favorable environment for tissue regeneration, while CNF enhances mechanical strength without adverse tissue responses. The porous architecture facilitates antibiotic loading, moisture retention, and gas exchange, promoting healing. Dressings were fabricated via salt-leaching, followed by gentamicin loading to prevent bacterial colonization. Porosity and morphology were examined using scanning electron microscopy (SEM). CNF incorporation was confirmed by peak shifts in X-ray diffraction (XRD) patterns, while the β-sheet structure of SF was characterized by XRD and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). CNF integration resulted in a two-fold tensile strength increase, and the dressings exhibited ~600% swelling ratio. Gentamicin loading and release kinetics were quantified using UV–Vis spectroscopy following the gentamicin–OPA reaction. Cytocompatibility was assessed by seeding human keratinocyte (HaCaT) cells on the dressings and evaluating proliferation via MTT assay. Cell migration studies showed no negative effect on keratinocyte migration. Antibacterial testing demonstrated efficacy against Gram-negative Escherichia coli for up to 4 days and Gram-positive Staphylococcus aureus for up to 7 days, with biofilm biomass reduced by ~50% in both strains. These results highlight gentamicin-loaded SF–CNF composite dressings as a multifunctional strategy for promoting wound healing and preventing infection in chronic wounds.
Benzer Tezler
- Diyabetik yara iyileşmesinde kullanılmak üzere geliştirilen çok katmanlı akıllı yara örtüsü
Multilayered smart wound dressings to be used in diabetic wounds therapies
AYŞENUR ACUNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Mühendislik BilimleriBaşkent ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİR BAKİ DENKBAŞ
- The Development of a hard tissue substitute and its use in drug release
Bir yapay sert doku kompozitinin geliştirilmesi ve ilaç salımında kullanılması
MURAT BURAK YAYLAOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
1997
BiyolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI
- Biyomalzeme ve kök hücrelerden 3 boyutlu doku iskelelerinin oluşturulmasında mikroakışkan ve biyotekstil teknikleri kullanılarak mikromimari ve hücresel aktivite kontrolünün sağlanması
Control of microarchitecture and cellular activity by using microfluidics and biotextile techniques for development of 3D tissue scaffolds from biomaterials and stem cells
CEREN ÖZEL
Doktora
Türkçe
2022
BiyoteknolojiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKök Hücre Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. HÜSEYİN AVCI
- Investigation of the antimicrobial activities of polyphenols on biofilm-forming bacteria and characterization of polyphenol loaded-bone cements
Polifenollerin biyofilm oluşturucu bakteriler üzerindeki antimikrobiyal aktivitelerinin incelenmesi ve polifenol yüklü kemik çimentolarının karakterizasyonu
HATİCE DAMLA DAĞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mikrobiyolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERDA SOYER DÖNMEZ
- Preparation and characterization of polymer based composite nanospheres for bone infection prevention
Kemik enfeksiyonlarının önlenmesıne yönelik polimer bazlı kompozit nanokürelerin hazırlanması ve karakterizasyonu
CEREN KIMNA
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüPROF. DR. FUNDA TIHMINLIOĞLU