Çift katmanlı biyofonksiyonel yara örtüsü tasarımı ve geliştirilmesi
Design and development of a dual-layer biofunctional wound dressing
Yazar: ZELAL SOYLU
Danışman: DOÇ. DR. ESMA ÖZEROL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Bu çalışmada, çift katmanlı biyofonksiyonel bir yara örtüsü geliştirilmiştir. Geliştirilen bu yapı, yara iyileşmesini hızlandırma ve antibakteriyel etkinlik sağlama özelliklerine sahiptir. Çalışmanın temel hedefi, polivinil alkol (PVA), kitosan ve çinko oksit (ZnO) kullanarak yara örtüsünün birinci katmanını oluşturmak, ardından kurkumin ile ikinci katmanı elektrospinning yöntemiyle kaplayarak çift katmanlı bir yapı elde etmektir. PVA ve kitosan, biyouyumlulukları ve yara iyileştirici özellikleri ile öne çıkarken, ZnO'nun antibakteriyel özelliği, örtünün mikrobiyal enfeksiyonlara karşı koruma sağlamasına katkıda bulunmuştur. Kurkumin, antioksidan, anti-inflamatuar ve antimikrobiyal etkileriyle yara iyileşmesinde önemli bir rol oynar ve elektrospinning yöntemiyle uygulandığında, bu faydalarının daha kontrollü ve uzun süreli olarak açığa çıkması sağlanır.
Tez kapsamında yapılan karakterizasyon çalışmaları, geliştirilen örtünün fiziksel, kimyasal ve morfolojik özelliklerini derinlemesine incelemek amacıyla gerçekleştirilmiştir. FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), XRD (X-Ray Diffractometry), DSC (Diferansiyel Taramalı Kalorimetri) ve FE-SEM (Alan Emisyonlu Taramalı Elektron Mikroskobu) analizleri, materyalin yapısal bütünlüğünü ve bileşenlerinin başarılı bir şekilde entegre edildiğini göstermiştir. Özellikle FE-SEM görüntüleri, elektrospinning yöntemiyle elde edilen kurkumin kaplı yapının morfolojisi hakkında kritik bilgiler sunmuştur.
Ayrıca, yapılan antibakteriyel aktivite testleri, ZnO ve kurkuminin sinerjik etkisiyle geliştirilen yara örtüsünün, Escherichia coli ve Staphylococcus aureus gibi yaygın bakterilere karşı yüksek etkinlik gösterdiğini ortaya koymuştur. Çalışmanın bulguları, bu yeni biyofonksiyonel yara örtüsünün, özellikle kronik ve enfekte yaraların tedavisinde önemli bir potansiyele sahip olduğunu göstermektedir. Sonuç olarak, bu tezde geliştirilen çift katmanlı biyofonksiyonel yara örtüsü, yara iyileşmesini hızlandıran, antibakteriyel etkinliği yüksek bir alternatif olarak sunulmaktadır.

Abstract:
In this study, a double-layered biofunctional wound dressing was developed. This developed structure has the properties of accelerating wound healing and providing antibacterial activity. The main objective of the study is to create the first layer of the wound dressing using polyvinyl alcohol (PVA), chitosan and zinc oxide (ZnO), and then to obtain a double-layer structure by coating the second layer with curcumin by electrospinning. While PVA and chitosan stand out with their biocompatibility and wound healing properties, the antibacterial property of ZnO contributed to the dressing's protection against microbial infections. Curcumin plays an important role in wound healing with its antioxidant, anti-inflammatory and antimicrobial effects, and when applied by electrospinning, these benefits are revealed in a more controlled and long-term manner. The characterization studies conducted within the scope of the thesis were carried out to deeply examine the physical, chemical and morphological properties of the developed dressing. FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), XRD (X-Ray Diffractometry), DSC (Differential Scanning Calorimetry) and FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscopy) analyses showed the structural integrity of the material and the successful integration of its components. In particular, FE-SEM images provided critical information about the morphology of the curcumin-coated structure obtained by the electrospinning method.
In addition, antibacterial activity tests revealed that the wound dressing developed with the synergistic effect of ZnO and curcumin showed high activity against common bacteria such as Escherichia coli and Staphylococcus aureus. The findings of the study show that this new biofunctional wound dressing has significant potential, especially in the treatment of chronic and infected wounds. As a result, the double-layered biofunctional wound dressing developed in this thesis is presented as an alternative with high antibacterial activity that accelerates wound healing.