Kitosan kaplamalı biyobozunur magnezyum alaşımından üretilen implant malzemelerinin antibakteriyel etkinliğinin araştırılması
Investigation of antibacterial activity of of implant materials produced with chitosan coated biodegradable magnesium alloy
Yazar: DERYA UĞURLU
Danışman: DOÇ. DR. CEM AKÇA
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Antibakteriyel aktivite = Antibacterial activity ; Biyomalzemeler = Biomaterials ; Biyomedikal uygulamalar = Biomedical applications ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Escherichia coli = Escherichia coli ; Magnezyum = Magnesium ; Polimer kaplama = Polymer coating ; Staphylococcus aureus = Staphylococcus aureus ; İmplantasyon = Implantation ; İn vitro = In vitro

Özet:
Magnezyum ve alaşımlarının sahip oldukları nadir ve üstün özellikleri sebebiyle canlı dokularına yönelik çeşitli amaçlarla kullanımı her geçen gün çok daha fazla dikkat çekmektedir. Biyouyumlu magnezyum alaşımlarının yüksek elastisite modülü, yoğunlukları ve özgül dayanımlarının kemik dokuya yakın olmasının yanında biyobozunur özellik göstermeleri sahip oldukları başlıca önemli özellikleridir. Bununla birlikte magnezyum alaşımlarının canlı ortamında kullanılmasında karşılaşılan en önemli sorun çözünme hızının genellikle iyileşme sürecine nazaran hızlı oluşudur. Bu da iyileşme sürecinin tamamlanmasından önce implant malzemenin vücuttan uzaklaşmasına sebep olmaktadır. Ayrıca her implant işleminde görülebilen, özellikle magnezyum gibi metal implant kullanımlarında implantasyon işlemi sırasında enfeksiyon oluşabilmektedir. Bahsi geçen sorunların çözümüne yönelik olarak bu proje kapsamında, AZ91E magnezyum-çinko alaşımlı implant malzemelerin biyobozunur ve en önemlisi antibakteriyel etki gösterdiği bilinen kitosan biyopolimeri ile daldırma kaplama yöntemi kullanılarak kaplanması planlanmıştır. Böylelikle kaplamanın, magnezyum alaşımının çözünmesini geciktirmesinin yanında antibakteriyel etkisi sayesinde enfeksiyon oluşumuna engel olması amaçlanmaktadır. Kitosan ile kaplanmış numunelerin vücut içerisinde bozunmaya karşı dayanımlarını, bozunma hızlarını ve aynı zamanda bakteriyel enfeksiyona karşı dirençlerini incelemek amacıyla in vitro çözeltisine daldırma deneyi uygulanmıştır. Belirli aralıklarla ağırlıklar ölçülmüş, içerisinde bulundukları sıvılardan örnekler alınmış ve sonrasında yüzey görüntüleri alınmış, bozunma hızları tespit edilmiş ve S. aeurus ve E. coli mikroorganizmalarının oluşum durumu incelenmiştir.

Abstract:
Due to the rare and superior properties of magnesium and its alloys, its use for various purposes for living tissues is getting more and more noticeable every day. The high modulus of elasticity, density and specific strength of biocompatible magnesium alloys as well as their close proximity to bone tissue, as well as their biodegradable properties are the main characteristics they have. However, the most important problem encountered in the use of magnesium alloys in living environment is that the rate of dissolution is generally faster than the healing process. This causes the implant material to move away from the body before the healing process is completed. In addition, during implantation, infection may occur in the use of metal implants, especially magnesium, which can be seen in every implant procedure. Within the scope of this project, AZ91E magnesium-zinc alloy implant materials are planned to be coated with chitosan biopolymer, which is known to show antibacterial effect, by using dip coating method. Thus, the coating is intended to prevent the formation of infection due to its antibacterial effect while delaying the dissolution of the magnesium alloy. In order to investigate the resistance of the chitosan-coated samples to their degradation in the body, their degradation rates as well as their resistance to bacterial infection, an in-vitro immersion test was performed. Weights were measured at certain intervals, samples were taken from the fluid they were taken and then surface images were taken, decay rates were determined, as well as the occurrence of Staphylococcus aureus and Esherichia coli microorganisms were investigated.