Biyosentezlenmiş Ag-Fe nanoparçacık katkılı kitosan/jelatin nanolifli iskelelerinin elektroeğirme tekniği ile üretimi ve antibakteriyel aktivitelerinin incelenmesi
Production of chitosan/gelatin nanofibrous scaffolds incorporated with biosynthesized Ag-Fe nanoparticles by electrospinning and investigation of their antibacterial activities
Yazar: NOUR ALHUDA ASAD
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA SARIİPEK ; DOÇ. DR. FATİH ERCİ
Konya Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Küresel dünyada ilaca dirençli mikroorganizmaların neden olduğu yara veya cihaz enfeksiyonları, tıpta morbidite ve mortalite oranlarını artırmasının yanı sıra sağlık sistemi üzerinde de büyük bir mali yük oluşturan ciddi bir sorundur. Antimikrobiyal üç boyutlu nanolifli iskeleler enfeksiyon riskini azaltmak için yara pansumanı olarak yaygın bir şekilde uygulanmaktadır. Bu çalışmada, sarı kantaron yaprağı (H. Perforatum L.) özütü ile yeşil sentezlenmiş bimetalik gümüş-demir nanoparçacıkları (Ag-FeNPs) içeren biyopolimerik nanolifli yapı iskeleleri, yara iyileşme tedavisinde antimikrobiyal materyaller olarak değerlendirildi. İlk olarak bimetalik nanoparikülleri H. Perforatum L. özütü kullanılarak oda sıcaklığında sentezlendi ve sentezlenen nanoparçacıklar daha sonra çeşitli analitik yöntemler kullanılarak analiz edildi. Mikroyapısal analiz, küresel bir şekle ve ortalama 60.98±18.09 nm boyuta sahip olan biyojenik nanoparçacıkların, CTS/GEL nanoliflerine eşit şekilde sabitlendiğini ortaya çıkardı. Daha sonra, çeşitli bileşim oranlarına sahip Ag-FeNPs, ıslanabilme , termal ve antibakteriyel özelliklerini geliştirmek için CTS/GEL matrisine dahil edildi ve  elektroeğirme tekniği ile GEL/CTS/Ag-Fe nanolifli iskele örnekleri başarılı bir şekilde üretildi. Nano lifli yapı iskeleleri FT-IR, FE-SEM, TGA analizi ve su temas açısı ölçümü ile karakterize edildi. GEL matrisine CTS ve Ag-FeNPs'ın eklenmesi lif çapında düşüşe (171.47±55.96 nm) neden oldu. Ag-FeNP katkılı nanolifli örnekler artan Ag içeriği daha yüksek hidrofilisite (GEL/CTS/Ag-FeNP(2:1) için 60.72°'lik WCA değeri) sergiledi. Ayrıca Ag-FeNP ve CTS/GEL/Ag-FeNP numunelerinde Staphylococcus aureus ve Escherichia coli'ye karşı antibakteriyel aktivite gerçekleştirildi. Sentezlenen Ag-FeNPs her iki mikroorganizmaya, özellikle E. Coli'ye karşı antibakteriyel aktivite gösterdi. GEL/CTS/Ag-Fe nanolifleri içerisinde en yüksek Ag bileşimine sahip Ag-FeNP örnekleri ile yüklü nanolifli iskele örneği bakteri kolonisi oluşumunda önemli bir azalma sergiledi. Sonuçlar, CTS/GEL/Ag-FeNP nano lifli yapı iskelelerinin, yara iyileşmesi gibi biyomedikal uygulamalar için umut verici bir malzeme olabileceğini gösterdi.urulacaktır

Abstract:
In the global world, wound or device infections caused by drug-resistant microorganisms are a serious problem that not only increases morbidity and mortality rates in medicine, but also creates a large financial burden on the healthcare system. Antimicrobial three-dimensional nanofibrous scaffolds have been widely applied as wound dressings to reduce the risk of infection. In this study, biopolymeric nanofibrous scaffolds containing bimetallic silver-iron nanoparticles (Ag-FeNPs) synthesized in green with H. Perforatum leaf extract were evaluated as antimicrobial materials in wound healing treatment. First, bimetallic nanoparticles were synthesized at room temperature using H. Perforatum leaf extract, and the synthesized nanoparticles were then analyzed using various analytical methods. Microstructural analysis revealed that biogenic nanoparticles with a spherical shape and an average size of 60.98±18.09  nm were uniformly anchored to CTS/GEL nanofibers. Then, Ag-FeNPs with various composition ratios were incorporated into the CTS/GEL matrix to improve its wettability, thermal and antibacterial properties. The nanofibrous scaffolds were characterized by FT-IR, FE-SEM, TGA analysis and water contact angle measurement. Overall, the addition of CTS and Ag-FeNPs to the GEL matrix resulted in a decrease in fiber diameter (171.47±55.96 nm). Ag-FeNP added nanofibrous samples exhibited higher hydrophilicity (WCA value of 60.72° for GEL/CTS/Ag-FeNP(2:1)) with increasing Ag content. Additionally, antibacterial activity against Staphylococcus aureus and Escherichia coli was performed on Ag-FeNPS and CTS/GEL/Ag-FeNP samples. The synthesized Ag-FeNPs showed antibacterial activity against both microorganisms, especially E. coli. The nanofibrous scaffold sample loaded with Ag-FeNP samples with the highest Ag composition resulted in a significant reduction in bacterial colony formation. The results showed that CTS/GEL/Ag-FeNP nanofibrous scaffolds could be a promising material for biomedical applications such as wound healing.ır