Titanyum yüzeylere farklı yöntemlerle protein ve antibiyotik yüklenmesi
Loading of protein and antibiotic onto titanium surfaces by different methods and comparison of their effectiveness
- Tez No: 974890
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SAKİP ÖNDER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Kitosan, Siprofloksasin, Sığır serum albümin, Chitosan, Ciprofloxacin, Bovine serum albumin
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyoteknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, titanyum (Ti) yüzeylerin antibakteriyel ve biyoaktif özelliklerle fonksiyonelleştirilmesi amacıyla, kitosan esaslı polimerik kaplamalar elektroforetik biriktirme (EPD) yöntemiyle hazırlanmıştır. Kaplama süreci sırasında ve sonrasında antibiyotik (ciprofloxacin) ile model protein (bovin serum albümini, BSA) yüklemeleri gerçekleştirilmiştir. Yükleme işlemleri için EPD ve difüzyon olmak üzere iki farklı strateji karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Kaplama parametreleri olarak 3–7 V voltaj aralığı ve 1–5 dakika süre aralığı test edilmiş; 5 V ve 3 dakika koşullarının homojen ve sürekli kaplama elde edilmesi açısından en uygun parametreler olduğu belirlenmiştir. Bu koşullarda elde edilen kaplamaların kalınlığı ortalama 1.1 ± 0.5 µm, yüzey pürüzlülüğü ise 0.082 ± 0.094 µm olarak ölçülmüştür. SEM analizleri, kaplamaların homojen, çatlak içermeyen bir yapıya sahip olduğunu göstermiştir. FTIR analizleri ise kitosan matrisine yüklenen ciprofloxacin ve BSA'nın fiziksel olarak bağlandığını ortaya koymuştur. Yükleme verimliliği açısından incelendiğinde, ciprofloxacin için EPD yöntemiyle %49, difüzyon yöntemiyle %43; BSA için ise sırasıyla %47 ve %49 verim elde edilmiştir. 240 saate kadar izlenen salım analizleri, ciprofloxacin'in EPD yöntemiyle yüklenen örneklerinde daha yavaş ve kontrollü bir salım profili sunduğunu; BSA'nın ise difüzyon yöntemiyle yüklendiği örneklerde daha hızlı ve yüksek oranda salındığını ortaya koymuştur. Ayrıca, kaplama sırasında antibiyotik ve proteinin birlikte yüklenmesine yönelik yapılan çalışmalarda, yükleme sırası ve süresinin salım kinetikleri üzerinde önemli etkiler yarattığı belirlenmiştir. Özellikle, ciprofloxacin'in sonradan yüklenmesi protein salımını artırırken, BSA'nın önce yüklenmesi antibiyotik salım hızını yükseltmiştir. Elde edilen bulgular, titanyum yüzeylere aynı anda farklı moleküllerin (ilaç ve protein) EPD yöntemiyle entegre edilebileceğini ve yükleme sırası ile parametrelerinin kontrollü salım üzerinde belirleyici rol oynadığını göstermektedir. Bu bağlamda, çift molekül yükleme stratejilerinin, çok işlevli, uzun süreli ve dengeli salım sağlayan biyofonksiyonel titanyum yüzeylerin geliştirilmesinde önemli bir potansiyel sunduğu sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, chitosan-based polymeric coatings were prepared on titanium (Ti) surfaces via electrophoretic deposition (EPD) to impart antibacterial and bioactive properties. During and after the coating process, loading of an antibiotic (ciprofloxacin) and a model protein (bovine serum albumin, BSA) was performed. Two different loading strategies—EPD and diffusion—were comparatively evaluated. Coating parameters in the range of 3–7 V and 1–5 minutes were tested, and the condition of 5 V for 3 minutes was found to be optimal for achieving homogeneous and continuous coatings. Under these conditions, the coating thickness was measured as 1.1 ± 0.5 µm on average, and the surface roughness was 0.082 ± 0.094 µm. SEM analysis confirmed a uniform and crack-free surface morphology. FTIR analysis revealed that both ciprofloxacin and BSA were physically bound within the chitosan matrix. In terms of loading efficiency, 49% was achieved for ciprofloxacin using the EPD method and 43% via diffusion; for BSA, the respective efficiencies were 47% and 49%. Release studies conducted over a period of up to 240 hours indicated that ciprofloxacin exhibited a slower and more controlled release profile when loaded via EPD, while BSA showed a faster and higher release when loaded by diffusion. Furthermore, in co-loading studies involving both the antibiotic and protein, it was determined that the order and timing of loading significantly affected the release kinetics. Notably, loading ciprofloxacin after the protein increased protein release, while loading BSA prior to the antibiotic accelerated ciprofloxacin release. These findings demonstrate that it is possible to simultaneously load different molecules (drug and protein) onto titanium surfaces via EPD and that the sequence and conditions of loading play a critical role in shaping the controlled release profile. Therefore, dual-molecule loading strategies offer significant potential in the development of multifunctional, long-term, and balanced-release biofunctional titanium surfaces.
Benzer Tezler
- İmplant kaynaklı enfeksiyon etkeni olan staphylococcus epidermidis'e özgü aptamer geliştirilmesi ve aptamerin biyofilm oluşumuna etkisinin in vitro koşullarda incelenmesi
Development of specific aptamer for staphylococcus epidermidis which causes implant related infections and in vitro investigation of aptamer's effect on biofilm formation
EMİNE ALTUN
Doktora
Türkçe
2022
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜLYA YAVUZ ERSAN
DOÇ. DR. EDA ÇELİK AKDUR
- The growth of magnesium substituted hydroxyapatite on (Ti,Mg)N thin films and investigation of their potential as hard tissue implant material
Ti,Mg)N ince film yüzeyinde magnezyum katkılı hidroksiapatit büyütülmesi ve sert doku implant malzemesi olarak potansiyellerinin belirlenmesi
SAKİP ÖNDER
Doktora
İngilizce
2013
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA NEŞE KÖK
DOÇ. DR. KÜRŞAT KAZMANLI
- Biyoaktif metalik implantların üretimi
Production of bioactive metallic implants
HASRET TOLGA ŞİRİN
Doktora
Türkçe
2011
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN BİŞKİN
PROF. DR. TÜLİN KUTSAL
- Lipit bazlı organik nanoyapıların hidrojellerin adezyonunda kullanılma potansiyelinin incelenmesi
Investigation of the potential use of lipid-based organic nanostructures in hydrogel adhesion
MERVE ÖZKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAL AYDOĞAN
- Ti6Al4V yüzeylerinde Cu nanoparçacık katkılı TiO2 nanotüplerin oluşturulması, karakterizasyonu ve biyolojik özelliklerinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
SERGEN TOSUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiGiresun ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SALİH DURDU