Kateter üretiminde kullanılmak üzere anti-mikrobiyal ve hidrofilik polimer kaplamaların geliştirilmesi
Improving of anti-microbial and hydrophilic polymer coatings for using of catheter production
Yazar: NAGİHAN DEMİRCİ
Danışman: PROF. DR. NURSEL DİLSİZ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Antimikrobiyal ajanlar = Antimicrobial agents ; Hidrofil = Hydrophile ; PVC = PVC

Özet:
Tıbbi cihazların üretiminde polimerler çok sık kullanılmaya başlanmıştır. Kateter yapımında kullanılan poli(vinil klorür) (PVC) hidrofobik özelliğe sahiptir. Kullanım esnasında üretrada oluşacak travma ve enfeksiyonu önlemek için kateterin hidrofilik bir polimerle kaplanması ve suyla temas ettiğinde kaygan olması gerekmektedir. Yüzeylerin anti-mikrobiyal özellik taşıması da tercih sebebidir. Bu çalışmada, PVC yüzeyi plazma ile hidrofilik karakterli N-vinil-2-pirolidon, alilamin, N,N-dimetilakrilamit monomerleri kullanılarak modifiye edilmiştir. Kaplanan yüzeyler poli(vinil pirolidon) (PVP) çözeltisine daldırılarak plazma işleminin kayganlığa ve kuruma süresine etkisi incelenmiştir. Ayrıca PVC yüzeylerin kaplanmasında kullanılmak üzere yeni bir hidrojel sentezlemek için çalışmalar yapılmıştır. Hidrojel sentezinde doğal polimer olan ve anti-mikrobiyal özellik taşıyan kitosan kullanılmıştır.Numunelerin, temas açı ölçümleri ile hidrofiliklikleri, yüzey enerji hesaplamaları ile fizikokimyasal analizleri, FTIR spektroskopisi ile kimyasal yapı karakterizasyonu, Termogravimetrik Analiz (TGA) ve Diferansiyel Termogravimetrik Analiz (DTGA) ile termal özellikleri ve Atomik Kuvvet Mikroskopisi (AFM) ile yüzey morfolojileri incelenmiştir. Ayrıca sentezlenen hidrojellerin şişme kinetikleri incelenmiştir.Orijinal PVC filmin temas açısı 116,4° iken plazma işleminden sonra 0°' ye kadar düştüğü gözlenmiştir. Böylelikle PVC yüzeyine hidrofilik özellik kazandırılmıştır. Kateterlerin PVP çözeltisine daldırıldıktan sonra kayganlıklarının ve kuruma sürelerinin hidrofilikliklerine bağlı olarak arttığı görülmüştür. AFM ile, plazma sonrası yüzeylerde pürüzlü morfoloji oluşumu gözlenirken PVP çözeltisi ile kaplama sonrası yüzeylerin pürüzsüz hale geldiği görülmüştür. Kateterler, en iyi hidrofiliklik ve şişmeyi veren poli(vinil alkol)/kitosan hidrojeli ile kaplanmıştır. Kaplamanın kayganlığının ve yüzeye yapışmasının iyi olduğu gözlenmiştir. Sonuç olarak PVC kateterlerin hidrofilik ve anti-mikrobiyal özelliğe sahip olması için daha önce kullanılan bir yöntem geliştirilmiş ayrıca yeni bir yöntem denenerek bu yöntemin kullanılabilir olduğu ortaya koyulmuştur.

Abstract:
Polymers have been frequently used in manufacture of medical devices. Poly(vinyl chloride) (PVC) which is used in production of catheter have a hydrophobic characteristic. During the usage of catheter to prevent to form of trauma and infection in ureatra, catheter should to be coated with a hydrophilic polymer and have lubrious effect when contact with water. These surfaces are preferred to have anti-microbial properties too. In this study, PVC surface modified with plasma using N-vinyl-2-pyrolidone, allylamine and N,N-dimethylacrylamide monomers which have hydrophilic characters. Coated surfaces were dipped solution of poly(vinyl pyrollidone) and the effect of plasma treatment time on slippery and drying time was investigated. In addition, according to be used to cover of catheter surfaces, studies of synthesis of a new hydrogel were done. Chitosan which is a natural polymer and have a anti-microbial characteristic was used to synthesize hydrogel.Hydrophilic characteristics, physicochemical analysis, chemical structure characteristics, thermal characteristics and surface morphology of samples were investigated with in turn in order contact angle measurements, surface energy calculations, FTIR spectroscopy, Thermogravimetric Analysis (TGA) and Differential Thermogravimetric Analysis (DTGA), Atomic Force Microscopy (AFM). In addition, swelling kinetics of hydrogels were investigated.It was observed when contact angle of original PVC was 116.4° after plasma treatment this value decreased at about 0°. So hydrophilic characteristic was gained at PVC surfaces. Slippery and drying time of catheters after dipping at PVP hydrogel were increased with dependent on hydrophilic characteristics. It was seen with AFM , when surface roughness of samples increased after plasma treatment, surface of samples were smooth after solution of PVP coating. Catheters were coated with poly(vinyl alcohol)/chitosan hydrogel which showed most hydrophilic and swelling degree. It was observed that slippery of coated surface and surface adhesion of coating were good. Consequently, for having both hydrophilic and anti-microbial characteristics of PVC catheters, the method which was used beforehand was developed and a new method was attempted and it was exposed that this method was available.