Tıbbi tekstiller için doğal malzeme içerikli fonksiyonel iplik üretimi
Functional yarn production containing natural materials for medical textile
Yazar: CELAL DEMİRTAŞ
Danışman: PROF. DR. DEMET YILMAZ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tekstil Ana Bilim Dalı / Tekstil Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering
Dizin: Antibakteriyel aktivite = Antibacterial activity ; Ring iplikçiliği = Ring spinning

Özet:
Tıbbi tekstiller, teknik tekstillerin önemli ve hızla büyüyen alanlarından biridir. Tıbbi tekstiller, tıbbi durumlar için dizayn edilmiş tekstil malzemeleridir. Geniş bir ürün grubuna sahip olan tıbbi tekstillere yara örtüleri, sargılar, yapay böbrek, karaciğer ve akciğer, ameliyat iplikleri, sağlık bakım-hijyen ürünleri gibi örnek olarak verilebilir. Yara örtüleri, teknik tekstiller içerisinde büyük bir paya sahip alanlarından birisi olan tıbbi tekstillerin bir alt dalıdır. Yara örtüleri, yara bölgesini örtmek suretiyle, zarar gören dokuyu dış etkilerden koruyan ve eğer yapısı uygunsa hücre üretimini aktive ederek iyileşme sürecine katkıda bulunan malzemelerdir. Son yıllarda, çevre kirliliği ve dünya nüfusundaki hızlı artış nedeniyle araştırmacılar, bitkilerin kendilerine özgü özelliklerini kullanarak çevreye minimum olumsuz etkisi olan hijyenik yeni ürünler geliştirmeye odaklanmaktadır. Bu nedenle, doğal ve çevre dostu malzemelerin kullanımı gittikçe yaygınlaşmakta ve bu malzemelere yönelik çalışmalar günden güne artmaktadır. Özellikle, medikal alanda kullanılacak olan malzemelerde biyouyumluluk, doğal ve çevre dostu bir yapıya sahip olma arzu edilen özelliklerdir.

Bu tez çalışmasında, ayva çekirdeği jeli, gülsuyu, kekik yağı ve propolis aplike edilmiş tekstil malzemelerinin tıbbi tekstillerde kullanımı açısından antibakteriyel aktivite özelliği taşıyıp taşımadığının incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada, ayva çekirdekleri belirli süre bekletilerek ayva çekirdeği jeli elde edilmiştir. Gülsuyu, kekik yağı ve propolis (katı ve sıvı formda) ticari olarak temin edilmiştir. Çalışmada, iki başlık altında denemeler yapılmıştır. İlk olarak, dört farklı doğal malzeme, öncellikle sargı bezi numunelerine püskürtme veya sprey gibi basit bir metotla uygulanmıştır. Uygulama sonrası, kumaşların antibakteriyel aktivite özellikleri analiz edilmiştir. Ancak, kumaşlarda herhangi bir aktivite belirlenememiştir.

Ön denemeler sonrasında çalışmanın devam bölümünde, ayva çekirdeği jeli, gülsuyu, kekik yağı ve propolis gibi doğal malzemeler içeren ring iplik üretimi ile ilgili denemeler gerçekleştirilmiştir. Dört farklı doğal malzeme içeren ring ipliklerin üretimi için doğal malzeme içeren solüsyonların ring iplik makinasının ana çekim bölgesindeki kesikli tekstil liflerine beslenmesi için geliştirilen alternatif aplikasyon metodu esas alınmıştır. %100 ayva çekirdeği jeli, gülsuyu, kekik yağı ve propolis solüsyonları hazırlanmış ve alternatif aplikasyon metodu ile ring iplik üretimi sırasında açık elyaf demetine sabit besleme miktarında uygulanmış ve örme bükümüne sahip iplikler üretilmiştir. 

İpliklerin üretimi sonrasında, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile görüntüleri alınmış, yüzey morfolojisi incelenmiştir. İpliklerin kimyasal yapısını analiz etmek için Fourier Transform Infrared (FT-IR) spektroskopisi kullanılmıştır. Ayva çekirdeği jeli, gülsuyu, kekik yağı ve propolis gibi doğal malzeme içeren ipliklerin antibakteriyel aktivite özellikleri belirlenmiştir. İpliklerin gerilme özellikleri de incelenmiş ve doğal malzemelerin uygulaması sonrasında ipliklerin mukavemet ve kopma uzaması özelliklerindeki değişim analiz edilmiştir. Ayrıca, ipliklerin kumaş üretimine uygun olup olmadığının değerlendirilmesi için örme kumaş üretimi yapılmış ve örme kumaş numuneleri elde edilmiştir. 

Alternatif aplikasyon metodu ile dört farklı doğal malzeme aplike edilen ipliklerin SEM görüntüleri incelendiğinde, ipliklerin yapı açısından herhangi bir aplikasyon yapılmamış akrilik ring ipliklerle benzerlik taşıdığı belirlenmiştir. Öte yandan, ayva çekirdeği jeli, gülsuyu, kekik yağı ve propolisin lif yüzeyini kapladığı gözlenmiştir. Antibakteriyel aktivite testleri sonrasında kekik yağı uygulanmış ipliklerin antibakteriyel aktivite özelliği gösterdiği, ayva çekirdeği jeli, gülsuyu ve propolis aplike edilmiş ipliklerin antibakteriyel aktivite özelliği taşımadığı belirlenmiştir. İpliklerin gerilme özellikleri incelendiğinde, ayva çekirdeği jeli, gülsuyu, kekik yağı ve propolisin ipliklere ait liflerin yüzey yapısı ve böylece lif-lif sürtünmesini değiştirmesi nedeniyle mukavemet ve kopma uzaması özelliklerini değiştirdiği tespit edilmiştir. Özellikle ayva çekirdeği jeli aplike edilen ipliklerde iplik mukavemeti ve kopma uzaması değerlerinde %10'un üzerinde azalma meydana geldiği gözlenmiştir. Ancak, ipliklerin dokuma, örme gibi kumaş üretimi yeterli iplik mukavemeti ve kopma uzaması değerlerine sahip olduğu, herhangi bir malzeme aplike edilmemiş ipliklerle karşılaştırılabilir düzeyde olduğu belirlenmiştir. 


Elde edilen bulgular doğrultusunda, alternatif aplikasyon metodu ile dört farklı doğal malzeme en yüksek konsantrasyonda akrilik liflerine başarılı bir şekilde aplike edilmiş ve iplik ve kumaş üretimi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen iplikler iplik veya kumaş formunda tıbbi tekstil alanında kullanım potansiyeline sahip olmakla birlikte iplik içerisindeki doğal malzemeler alternatif veya tamamlayıcı tedavi yaklaşımı sunabileceği düşünülmektedir.   

Anahtar Kelimeler: Tıbbi tekstiller, yara örtüsü, antibakteriyel aktivite, doğal malzeme, ayva çekirdeği, gülsuyu, kekik yağı, propolis

Abstract:
Medical textiles are one of the important and rapidly growing areas within technical textiles. Medical textiles are textile materials designed for medical conditions. Examples of medical textiles, which encompass a wide range of products, include wound dressings, bandages, artificial kidneys, livers, and lungs, surgical sutures, and healthcare-hygiene products. Wound dressings are a subcategory of medical textiles and play a significant role within technical textiles. Wound dressings are materials that cover the wound area, protecting the damaged tissue from external factors and, if properly structured, contribute to the healing process by activating cell production. In recent years, researchers have been focusing on developing new hygienic products with minimal negative impact on the environment, considering environmental pollution and the rapid increase in world population. Therefore, the use of natural and environmentally friendly materials is becoming increasingly common, and research on these materials is growing day by day. Particularly in the medical field, biocompatibility and having a natural and environmentally friendly structure are desirable characteristics for materials to be used.

In this study, the aim was to investigate the antibacterial activity of textile materials treated with quince seed gel (ACJ), rose water, thyme oil, and propolis, in terms of their potential use in medical textiles. Quince seeds were soaked for a certain period of time to obtain quince seed gel. Rose water, thyme oil, and propolis (in solid and liquid forms) were commercially obtained. The study conducted experiments under two main categories. Firstly, four different natural materials were applied to the dressing fabric samples using a simple method such as spraying or misting. After the application, the antibacterial activity of the fabrics was analyzed. However, no activity was detected in the fabrics.

After the preliminary trials, in the continuation part of the study, trials were carried out on the production of ring yarn containing natural materials such as quince seed gel, rose water, thyme oil and propolis. For the production of ring yarns containing four different natural materials, the alternative application method developed for feeding the solutions containing natural materials to the staple textile fibers in the main drafting zone of the ring spinning machine is based. 100% quince seed gel, rose water, thyme oil and propolis solutions were prepared and applied to the open fiber bundle at a constant feed rate during ring yarn production with an alternative application method and yarns with knitted twist were produced.

After the production of the yarns, their images were taken with Scanning Electron Microscope (SEM) and the surface morphology was examined. Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectroscopy was used to analyze the chemical structure of the yarns. Antibacterial activity properties of yarns containing natural materials such as quince seed gel, rose water, thyme oil and propolis were determined. The tensile properties of the yarns were also examined and the change in the strength and elongation at break properties of the yarns after the application of natural materials was analyzed. In addition, to evaluate whether the yarns are suitable for fabric production, knitted fabrics were produced and knitted fabric samples were obtained.

When examining the SEM images of yarns treated with four different natural materials using an alternative application method, it was determined that the yarns treated with quince seed gel, rose water, thyme oil, and propolis exhibited similarities in structure to the acrylic ring yarns without any application. On the other hand, it was observed that quince seed gel, rose water, thyme oil, and propolis covered the surface of the fibers. After the antibacterial activity tests, it was found that the yarns treated with thyme oil exhibited antibacterial activity, while the yarns treated with quince seed gel, rose water, and propolis did not show any antibacterial activity. When examining the tensile properties of the yarns, it was determined that quince seed gel, rose water, thyme oil, and propolis altered the strength and elongation at break properties of the fibers due to changes in the surface structure of the yarns and thus the fiber-to-fiber friction. Especially in the yarns treated with quince seed gel, a decrease of more than 10% was observed in yarn strength and elongation at break values. However, it was determined that the yarns had sufficient strength and elongation at break values for fabric production such as weaving or knitting and were comparable to the yarns without any material application.

According to the findings, four different natural materials were successfully applied to acrylic fibers at the highest concentration using the alternative application method, and yarn and fabric production were carried out. The obtained yarns, in yarn or fabric form, have the potential for use in the field of medical textiles, and the natural materials in the yarns can offer an alternative or complementary treatment approach.

Keywords: Medical textiles, wound dressing, antibacterial, quince seed, rose water, thyme oil, propolis