Bitkisel içerikli polimerik nanolif yapılı biyomalzeme üretimi, karakterizasyonu ve yara örtüsü olarak etkinliğinin incelenmesi
Production and characterization of plant containing polymeric nanofiber biomaterials and investigation of its effectiveness as wound dressing
Yazar: BURAK ÖZDEMİR
Danışman: PROF. DR. MEHMET BURÇİN PİŞKİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Biyolojik pansumanlar = Biological dressings ; Nanolif = Nanofiber ; Nanoteknoloji = Nanotechnology

Özet:
Bu tez çalışmasında, biyolojik aktiviteleri, mutajenitesi ve genotoksik dozu çeşitli testler ile belirlenen sarı kantaron ve safran ekstraktı içeren kitosan nanopartiküllerinin sentezlenmiştir. Sentezlenen bu nanopartiküller ile birlikte propolis içeren yara örtüsü elektroeğirme tekniği kullanılarak geliştirilmiştir ve elde edilen bu yara örtüsünün etkinliğinin in vivo yara modeli kullanılarak incelenmiştir. DNA bağlanma deneyi sonucunda, Safran ve kantaronun sulu ekstraktılarının CT-DNA'ya elektrostatik olarak bağlandığı, propolis ekstraktının ise CT-DNA'ya interkalatif bağlandığı belirlenmiştir. Safran sulu ekstraktının DNA'yı kestiği ancak kantaron ve propolisin DNA'yı kesmediği görülmüştür. Ames Deneyii sonucunda, TA98 ve TA100 suşları için safran sulu ekstraktının 1,25 mg dozda, kantaron ve propolisin 2,5 mg dozda genotoksik etki ve mutajeniteye sahip olmadığı belirlenmiştir.  Tüm ekstrakların antimikrobiyal etki gösterdiği belirlenmiştir ve tüm ekstrakların MİK değeri 1 mg/ml altı ve üstü değerler olarak bulunmuştur. kitosan nanopartiküllerinin ortalama boyutu, PdI ve zeta potansiyeli sırası ile 57.61±1.234 nm 0.175±0.008 ve 14.0±0.755 mV olarak bulunmuştur. Kantaron yüklü kitosan nanopartiküllerinin ortalama boyutu, PdI ve zeta potansiyeli sırası ile 64.49±0.423 nm, 0.185±0.010 ve 15.1±0.436 mV olarak bulunmuştur. Safran ve kantaron yüklü kitosan nanopartiküllerinin enkapsülasyon verimleri sırası ile %71,76 ve %71,92 olarak belirlenmiştir. Safran yüklü kitosan nanopartiküllerinin yükleme kapasitesi %2,67, kantaron yüklü kitosan naopartiküllerinin yükleme kapasitesi %2 olarak bulunmuştur. Safran yüklü kitosan nanopartiküllerinin %79,54 oranında safranı, 168 saat sonunda serbest bıraktığı, kantaron yüklü nanopartiküllerin %88.44 oranında kantaronu, 48 saat sonunda serbest bıraktığı belirlenmiştir. SEM analizi sonucunda kitosan nanopartiküllerinin yuvarlak ve uniform olduğu görülmüştür. PCL nanoliflerine safran, kantaron ve propolis sulu ekstraklarının sırası ile %70,51, %76,11 ve %90,25 olarak bulunmuştur. PCL-nanoliflerinden, 168 saatte %58,24 oranında safran sulu ekstraktının salındığı, 168 saatte %70,61 oranında kantaron sulu ekstraktının salındığı ve 8 saatte %90 oranında propolis salındığı görülmüştür. In vivo yara modeli sonucunda üretilen nanolif bazlı yara örtüsünün pozitif kontrole kıyasla daha hızlı iyileştirici özelliğe sahip olduğu bulunmuştur.Üretilen yara örtüsünün etkinliğinin incelendiği in vivo yara modeli deneyi sonucunda, yara örtüsünün yara iyileşme hızını arttırdığı belirlenmiştir.

Abstract:
In this thesis, chitosan nanoparticles loaded with St. John's Wort and saffron extract and propolis loaded wound dressing were developed, whose biological activities, mutagenicity and genotoxic dose were determined by various tests. The effectiveness of this wound dressing was investigated using an in vivo wound model. As a result of DNA binding experiment, it was determined that aqueous extracts of Saffron and St. John's Wort were electrostatically bound to CT-DNA, while propolis extract was intercalally bound to CT-DNA. It was observed that saffron aqueous extract cut DNA, but St. John's Wort and propolis did not cut DNA. As a result of the Ames Experiment, it was determined that saffron aqueous extract at a dose of 1.25 mg and St. John's Wort and propolis at a dose of 2.5 mg did not have genotoxic effects and mutagenicity for TA98 and TA100 strains. It was determined that all extracts showed antimicrobial effect and the MIC value of all extracts was found to be below 1 mg/ml and above. The average size, PdI and zeta potential of saffron extract loaded chitosan nanoparticles were 57.61±1.234 nm, 0.175±0.008 and 14.0±0.755 mV, respectively. The average size, PdI and zeta potential of St. John's Wort loaded chitosan nanoparticles were found to be 64.49±0.423 nm, 0.185±0.010 and 15.1±0.436 mV, respectively. The encapsulation efficiencies of chitosan nanoparticles loaded with saffron and St. John's Wort were determined as 71.76% and 71.92%, respectively. The loading capacity of saffron loaded chitosan nanoparticles was 2.67%, and the loading capacity of St. John's Wort loaded chitosan nanoparticles was 2%. It was determined that saffron-loaded chitosan nanoparticles released 79.54% of saffron extract after 168 hours, and 88.44% of St. John's Wort-loaded nanoparticles released St. John's Wort after 48 hours. As a result of SEM analysis, it was seen that chitosan nanoparticles were round and uniform. Saffron, St. John's Wort and propolis aqueous extracts to PCL nanofibers were found to be 70.51%, 76.11% and 90.25%, respectively. From PCL nanofibers, it was observed that 58.24% of saffron aqueous extract was released in 168 hours, 70.61% of St. John's Wort aqueous extract was released in 168 hours and 90\% of propolis was released in 8 hours.  As a result of the in vivo wound model experiment, in which the effectiveness of the produced wound dressing was examined, it was determined that the wound dressing accelerated the re-epithelialization and accordingly increased the wound healing rate.