Nanoteknolojik dezenfektanların farklı fiziksel ve kimyasal koşullarda etkinliğinin incelenmesi
Investigation the efficacy of nanotechnological disinfectants in different physical and chemical conditions
Yazar: BEYZA NUR BAY
Danışman: DOÇ. DR. İRFAN TÜRETGEN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Biyoloji = Biology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Benzalkonyum bileşikleri = Benzalkonium compounds ; Biyofilmler = Biofilms ; Dezenfektanlar = Disinfectants ; Gümüş = Silver ; Nanopartiküller = Nanoparticles

Özet:
Hızlı gelişim gösteren nanoteknoloji, bilim ve teknoloji uygulamalarının birlikte kullanılması ile nano düzeyde yeni ürünler oluşturulmasını sağlamıştır. Nanopartiküller farklı endüstriyel ürünlerin üretimlerinde kullanılmalarının yanı sıra bilimsel alanlarda da çeşitli faydalar sağlamaktadırlar. Özellikle antimikrobiyal özellikteki nanopartiküller kullanılarak endüstriyel açıdan zarar veren ve sağlık sorunlarına yol açan mikroorganizmalara karşı kullanılan dezenfektanların üretimi artmaktadır. Çok uzun yıllardır dezenfektan olarak kullanılan kuaterner amonyum bileşiklerinden olan benzalkonyum ve gümüş sülfadiazinin bakterilere, bazı virüslere, mantarlara ve protozoonlara karşı bakteriyostatik ve bakterisidal etki gösterdiği bilinmektedir. Bu dezenfektanlar endüstri ve sağlık alanlarında mikroorganizma ile kontamine olmuş tüm yüzeylerde kullanılmaktadır. Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli ve Klebsiella pneumoniae gibi bakteriler klinik ve endüstriyel açıdan önemli olup ekonomik kayıplara sebep olmaktadırlar. Planktonik hücreler bu durumdan kolay etkilenebilmelerine rağmen kendini koruma altına alan biyofilm içindeki bakteriler bu dezenfektanlara karşı mücadele edebilmektedirler. Mikroorganizmaya bağlı faktörler dezenfeksiyona etki ettiği gibi dezenfektanın tipi, kullanım konsantrasyonu, temas süresi, ortamın pH'sı, sıcaklığı, ortamdaki organik madde varlığı gibi faktörler de dezenfeksiyon işlemine etki etmektedir.
 
Bu çalışmanın amacı nanoteknolojik ürün olan gümüş sülfadiazin ve benzalkonyum dezenfektanlarının planktonik ve biyofilm halindeki bu bakterilere etki ettiği minimum bakterisidal konsantrasyon (MBK) değerlerini tespit edip etki ettiği süreler ve şartları incelemektir. Ayrıca bu dezenfektanların farklı pH, sıcaklık, osmotik basınç ve çamaşır suyu gibi farklı fiziksel ve kimyasal koşullar altındaki etkinliğini klasik mikrobiyolojik kültür yöntemi, alamar blue boyama yöntemi ve DAPI-CTC floresan boyama yöntemi kullanılarak araştırmaktır. 

Çalışma sonucunda elde edilen MBK değerlerine göre, dezenfektanların içerisinde bulunan aktif madde konsantrasyonları benzalkonyum klorür için > % 0.1, gümüş sülfadiazin için ≥ % 2 olmalıdır. Ayrıca bulgular, benzalkonyum klorürün gümüş sülfadiazine göre daha düşük konsantrasyonlarda etkili olduğunu ve farklı koşullardan daha az etkinlendiği göstermektedir. Çalışmanın sonuçları üretici firma tarafından nano düzeyde gümüş sülfadiazin ve benzalkonyum klorür dezenfektanları üretmek için ve endüstride,  klinik alanda kullanım alanı bulabilmesi için değerlendirilecektir.

Abstract:
Rapid development showing nanotechnology has provided creation of new products in nano size with usage in science and technology applications. Nanoparticles provide benefits on different scientific fields as well as using them in production of industrial products. Especially, production of disinfectants using antimicrobial properties of nanoparticles increases against microorganisms that are harmful in industry and lead to health problems.  Silver sulfadiazine and the benzalkonium which are examples of the quaternary ammonium compounds, has been used for a long time as a disinfectant, have been known that they show bacteriostatic and bacteriocidal effect on bacteria, some viruses, fungus and protozoa according to the concentration. This disinfectants are used some areas like medicine, industry and all surfaces contaminated with microorganisms. Some bacteria such as Staphylacoccus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Eschericha coli and Klebsiella pneumoniae are clinically and industrially harmful. In addition, these bacteria can cause economic problems with their biofilm structure. Indefensible planktonic cells are affected by this circumstance very easily. The self-protected bacteria which are in biofilm structure continue the fight against the disinfectant. Physical and chemical factors like type of disinfectants, concentration, contact time, pH, temperature, presence of organic material and target object affect disinfection process, as well as microbial factors. 

The aim of the recent study is to examine minimum bactericidal concentration (MBC) values of nanotechnological silver sulfadiazine and benzalkonium cloride against planktonic and biofilm forms of these bacteria, to examine time, concentration and conditions of disinfectants and efficacy of these nanotechnological disinfectants under different physical and chemical conditions like different pH, temperature and osmotic pressure of environment and bleach using classic microbiological culture, alamar blue dying and fluorescent staining methods. 

According to the MBC values obtained in this study shows that benzalkonium chloride must be used  > % 0.1 concentration, silver sulfadiazine must be used ≥ % 2 concentration for disinfection. Also benzalkonium chloride is more effective than silver sulfadiazine at lower concentrations and is less affected by different conditions. Results of this study will be evaluated by a local chemical company for producing silver sulfadiazin and benzalkonium chloride disinfectants which are immobilized to nano particles and will be marketed to industrial and clinical field.