Biyomedikal poliüretan sentezi ve antibakteriyel etkinliğinin geliştirilmesi
Synthesis of biomedical polyurethane and improve its antibacterial activity
Yazar: FİLİZ KARA
Danışman: PROF. DR. SERPİL AKSOY ; PROF. DR. NESRİN HASIRCI
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, medikal saflıkta poliüretan filmler (PUt veya PUh) polipropilen etilen glikolün aromatik toluen diizosiyanat veya alifatik hekzametilen diizosiyanat ile kondensasyon yöntemiyle sentezlenmiştir. Poliüretan filmlerin kimyasal yapısındaki üretan gruplarının varlığı Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) ve katı hal 13C nükleer manyetik rezonans spektroskopisi (13C-NMR) ile gösterilmiştir. Dinamik mekanik analiz (DMA), PUt ve PUh filmlerinin mekanik deformasyona karşı dayanıklı ve elastomerik özellikte olduklarını göstermiştir. Filmlerin ısıl dayanımı ve camsı geçiş sıcaklıkları sırayla termogravimetrik analiz (TGA) ve diferansiyel tarama kalorimetrisi (DSC) ile belirlenmiştir. Poliüretan filmlere antibakteriyel özellik kazandırılması amacıyla oksijen plazma ile aktifleştirilen film yüzeyleri, iki farklı derişimde kitosan (CH) ve heparin (Hep) kullanılarak kovalent immobilizasyon yöntemi ile modifiye edilmiştir. Modifiye edilmiş PUt ve PUh film yüzeyleri Fourier dönüşümlü hafifletilmiş toplam yansıtma kızılötesi spektroskopisi (FTIR-ATR) ve kimyasal analiz için elektron spektroskopisi (ESCA) ile karakterize edilmiş ve film yüzeylerinin kitosan ve heparin ile başarılı bir şekilde modifiye edildiği gösterilmiştir. Modifiye PUt ve PUh film yüzeylerinin hidrofilik özellikte olduğu ve serbest yüzey enerji (SFE) değerlerinin arttığı gonyometre cihazı ile belirlenmiştir. Film yüzey topografyalarındaki değişim atomik güç mikroskobu (AFM) ile gözlenmiştir. 
Modifiye PUt ve PUh filmlerinin antibakteriyel etkinlikleri, Gram negatif Escherichia coli (E. coli) ve Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) ve Gram pozitif Staphylococcus aureus (S. aureus) ve Staphylococcus epidermidis (S. epidermidis) bakterilerine karşı canlı organizma sayım yöntemi ile incelenmiş ve antibakteriyel etkinliklerinin arttığı gözlenmiştir. Bu filmlerin yüzeylerinde bakteri tutunmasının azaldığı taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve canlı organizma sayım yöntemi ile belirlenmiştir. 
Hazırlanan medikal saflıktaki poliüretanların antibakteriyel özellik gösterdiği ve biyomedikal cihazların yapımında aday malzemeler olarak kullanılabileceği öngörülmüştür.
Bilim Kodu	: 405.1.117
Anahtar Kelimeler	: Poliüretan, biyomalzeme, kitosan, heparin, antibakteriyel
Sayfa Adedi	: 137
Tez Danışmanı	: Prof. Dr. Serpil AKSOY
İkinci Danışman	: Prof. Dr. Nesrin HASIRCI

Abstract:
In this study, polyurethane films (PUt or PUh) in medical purity was synthesized by condensation reaction of polypropylene ethylene glycol either with aromatic toluene diisocyanate or aliphatic hexamethylene diisocyanate. The presence of urethane groups in the chemical structure of the polyurethane films was demonstrated by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and solid state NMR spectroscopy (13C-NMR). Dynamic mechanical analysis (DMA) results demonstrated that PUt and PUh films had resistivity against mechanical deformation and elastomeric properties. Thermal resistance of films and glass transition temperatures were determined by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC), respectively. In order to achieve antibacterial property on polyurethane films the oxygen plasma activated film surfaces were modified with two different concentrations of chitosan (CH) and heparin (Hep) via covalent immobilization method. Modified PUt and PUh film surfaces were characterized by attenuated total reflectance Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR-ATR), electron spectroscopy for chemical analysis (ESCA) and it was shown that film surfaces were successfully modified with chitosan and heparin. Hydophilic property of modified PUt and PUh film surfaces and increase of surface free energy (SFE) values were determined by goniometer. Changes in surface topography of modified films were observed by atomic force microscopy (AFM).
Antibacterial activity of modified PUt and PUh films were examined by viable count method against Gram negative Escherichia coli (E. coli), Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) and Gram pozitive Staphylococcus aureus (S. aureus), Staphylococcus epidermidis (S. epidermidis) and it was observed that antibacterial activity of the films has increased. Decrease in bacterial adhesion on modified film surfaces was determined by viable count method and scanning electron mociroscope (SEM).
It was concluded that the polyurethanes prepared in medical purity showed antibacterial activity and can be candidate materials for use in production of biomedical devices.
Science Code	: 405.1.117
Keywords	: Polyurethanes, biomaterial, chitosan, heparin, antibacterial
Page Number	: 137
Supervisor	: Prof. Dr. Serpil AKSOY
Coadvisor	: Prof. Dr. Nesrin HASIRCI