Yara örtüsü uygulamaları için polilaktik asit/lavanta uçucu yağı esaslı biyoaktif nanoliflerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of polylactic acid/lavender essential oil based bioactive nanofibers for wound dressing applications
Yazar: DEA ISMAILI
Danışman: DOÇ. DR. PINAR TERZİOĞLU
Bursa Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Polimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Polimer Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Son yıllarda,  yenilikçi biyoaktif yara örtülerinin geliştirilmesine yönelik yapılan çalışmalar hız kazanmıştır. Geliştirilen malzemeler arasında nanolifler, hücre dışı matrisin (ECM) yapısını yakından taklit edebilmeleri nedeniyle yara iyileşmesi için uygun bir ortam sağlamaktadır. Bu nedenle, nanolif esaslı yara örtü malzemeleri için umut verici adaylar olarak değerlendirilmektedir. Hem doğal hem de sentetik polimerler, elektroeğirme ile nanolif esaslı yara örtülerini hazırlamak için kullanılmaktadır. Bu farklı polimerler arasında, yenilenebilir kaynaklardan elde edilen biyobozunur, biyouyumlu ve iyi mekanik özelliklere sahip bir polimer olan poli(laktik asit) (PLA) özellikle ilgi çekicidir. Doğal bileşikler arasında uçucu yağlar farklı biyoaktif özellikleri nedeniyle biyomedikal uygulamalarda tercih edilmektedir. Fakat yüksek uçuculuk ve hidrofobiklik özellikleri uygulamalarını kısıtlamaktadır. Elektroeğirme yöntemi ile uçucu yağlar polimer matrislere dahil edilerek yenilikçi biyomalzemelerin geliştirilmesi mümkündür.
Bu tez çalışmasında, potansiyel yara örtüsü uygulamaları için lavanta uçucu yağı içeren PLA esaslı elektroeğrilmiş nanoliflerin hazırlanması amaçlanmıştır. Farklı uçucu yağ konsantrasyonlarının (%2,5-12,5 v/v polimer çözeltisi) PLA esaslı nanoliflerin ıslanabilirlik, morfolojik, termal ve yapısal özelliklerine etkisi incelenmiştir. Elde edilen nanoliflerin antioksidan aktiviteleri DPPH•, ABTS+•, CUPRAC testi olmak üzere üç farklı yöntem kullanılarak araştırılmıştır. Antibakteriyel aktiviteleri ise disk difüzyon ve broth mikrodilüsyon yöntemine göre araştırılmıştır. FT-IR analizi uçucu yağ ve PLA arasındaki etkileşimi göstermiştir. Taramalı elektron mikroskobu ile elde edilen görüntülerde kolifor ve uçucu yağ  ilavesinin liflerin çapında değişime neden olduğu belirlenmiştir. Lavanta uçucu yağı ilavesi ila saf PLA esaslı lifin ortalama çapında azalma meydana gelmiştir. Uçucu yağ ilave edilen nanoliflerin (%2,5 hariç) yüzeylerinin hidrofobik olduğu ve termal olarak kararlılığının iyi olduğu tespit edilmiştir. Nanoliflerin, artan uçucu yağ oranı ile artan antioksidan aktivite gösterdiği belirlenmiştir. Fakat nanolif esaslı malzemeler antibakteriyel aktivite sergilememiştir. Tüm bu sonuçlar doğrultusunda lavanta uçucu yağı içeren PLA esaslı nanoliflerin biyomedikal uygulamalar için potansiyel adaylar olduğu söylenebilir.

Abstract:
In recent years, studies on the development of innovative bioactive wound dressings have gained momentum. Among the developed materials, nanofibers provide a suitable environment for wound healing by closely mimicing the structure of the extracellular matrix (ECM). Therefore, they are considered as promising candidates for nanofiber-based wound dressing materials. Both natural and synthetic polymers are used to prepare nanofiber-based wound dressings using electrospinning method. Among these different polymers, poly(lactic acid) (PLA), a biodegradable and biocompatible polymer with good mechanical properties which is obtained from renewable resources, is of particular interest. Among natural compounds, essential oils are preferred in biomedical applications due to their different bioactive properties. However, their high volatility and hydrophobicity limits their applications. It is possible to develop innovative biomaterials by incorporating essential oils into polymer matrices by electrospinning method.
In this thesis, it was aimed to prepare lavender essential oil incorporated PLA-based electrospun nanofibers for potential wound dressing applications. The effects of different essential oil concentrations (2.5-12.5% v/v polymer solution) on the wettability, morphological, thermal and structural properties of PLA-based nanofibers were investigated. The antioxidant activities of the obtained nanofibers were investigated using three different methods as DPPH•, ABTS+•, CUPRAC assays. Antibacterial activities were investigated according to disc diffusion and broth microdilution method. FT-IR analysis showed the interaction between essential oil and PLA. The scanning electron microscopy images showed that the addition of colliphor and essential oil caused a change in the diameter of the fibers. The mean diameter of the pure PLA-based fiber decreased with the addition of lavander essential oil. It was determined that the surfaces of the essential oil incorporated nanofibers (except 2.5%) were hydrophobic with satisfactory thermal stability. It was determined that nanofibers showed increased antioxidant activity with increasing essential oil content. However, nanofiber-based materials did not exhibit antibacterial activity. In line with all these results, it can be suggested that PLA-based nanofibers containing lavender essential oil are potential candidates for biomedical applications.