İmplant yüzeylerinin biyoaktif PHA, PHB ve PHBV ile kaplanması, fiziksel kimyasal ve biyolojik karakterizasyonları
Physical, chemical and biologıcal characterization of implant surfaces coated with bioactive PHA, PHB and PHBV
Yazar: ŞERİFE TOZAN RÜZGAR
Danışman: DOÇ. DR. ALPER AKKAYA
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Biyomalzemeler = Biomaterials ; Biyopolimerler = Biopolymers ; Kontrollü ilaç salımı = Controlled drug release

Özet:
Bu çalışmada, titanyum sınıf 4 plakanın yüzeyinde bir antibiyotik kaplama geliştirilerek, kaplamanın antibakteriyel özellikleri ve yüzey özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Enfeksiyon oluşumlarını azaltmak için umut verici bir yaklaşım olan antibakteriyal kaplamalar, biyomedikal cihazların ve diş implantlarının yüzeylerinde oluşabilecek bakteriyel proliferasyona karşı avantaj sağlamaktadır. Bu nedenle antibiyotik yüklenen Poli (3-hidroksibutirat-ko-3-hidroksiperat) (PHBV) ile antibakteriyel aktiviteye sahip biyomimetik yüzeyler elde etmek amacıyla geliştirilmesi amaçlanan implantın temel malzemesi olarak titanyum seçilmiştir. Titanyum yüzeyler sodyum hidroksit ile aktive edildikten sonra, elektroeğirme tekniği kullanılarak PHBV ve hidroksiapatit bağlanmıştır. Çalışmada, Siprofloksasin, Vankomisin hidroklorür ve Linkomisin hidroklorür antibiyotikleri seçilmiş ve bu antibiyotikler de titanyum yüzeylere aynı yöntemlerle kaplanmıştır. Yüzey işlevselliği ve farklı yüzeysel bağlantıların başarısı: temas açısı, taramalı elektron mikroskopisi (SEM), enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDAX), Fourier dönüşümü kızılötesi (FTIR) spektroskopisi, X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS), raman spektroskopisi gibi karakterizasyon yöntemleri ile doğrulanmıştır. Titanyum ile muamele edilmiş yüzeylerin antibakteriyel özellikleri, in vitro antibakteriyel testler kullanılarak test edilmiş ve son olarak kaplamaların in vitro dissolüsyon testleri yapılarak salım kinetik modelleri hesaplanmıştır.

Abstract:
The aim of this work is to develop an antibiotic coating on the surface of a titanium grade 4 plate to determine its antibacterial and surface properties. A promising approach for reducing the occurrences of infections is to provide the surfaces of biomedical devices and dental implants with features that are unfavourable for bacterial attachment and proliferation. Therefore to combine the antibacterial properties of antibiotic-loaded Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV) with titanium, as the base material for implants, in order to obtain biomimetic surfaces with antibacterial activity. The titanium surfaces were linked to both PHBV and hydroxyapatite using electrospinning technique. This attachment was carried out by firstly activating the titanium surfaces with sodium hydroxide. Further functionalization of the activated surfaces were carried out with antibiotics which are ciprofloxacin, vancomycin hydrochloride and lincomycin hydrochloride coated on the titanium surface. The success of the surfaces functionalization as well as the different superficial linkages was confirmed by means of the following characterization methods: contact angle, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDAX) Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Raman spectroscopy. The antibacterial properties of the titanium treated surfaces were tested by means of an in vitro antibacterial assay using a Gram + and Gram – bacteria. Finally drug release kinetic models were detected.