PTFE (Polytetrafluoroethylene) nanopartiküllerin ın vıtro toksisite ve etkinlik potansiyelinin belirlenmesi
Determination of in vitro toxicity and activity potential of PTFE (Polytetrafluoroethylene) nanoparticles
Yazar: MERVE TOKMAK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BUKET BAKAN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Politetraflüoroetilen = Polytetrafluoroethylene

Özet:
Amaç: Politetrafloroetilen nanopartiküller (PTFE NP'ler), son derece güçlü karbon-flor ve karbon-karbon kovalent bağları ve yüksek erime noktaları nedeniyle alternatif nano katkı maddesidir. Bu çalışma kapsamında karakteristik özelliklerine bağlı olarak PTFE nanopartiküllerin farklı hücre hatlarında sitotoksisitesi, hemolitik aktivitesi, olası ROS oluşum mekanizması, irritasyon/antianjiyogenik aktivitesi, hücre migrasyonu üzerinde etkisi ve aynı zamanda anti mikrobiyal etkinlik potansiyelinin araştırılması amaçlanmıştır.
Yöntem: Çalışmada PTFE NP'ler (260nm), A549 (insan akciğer adenokarsinom hücre hattı) L929 (fare fibroblast hücre hattı) üzerinde (6.25µg/ml-500µg/ml) dozlarda 24 saatlik maruziyet ile hücre canlılığı WST-1 testi ile gerçekleştirilmiştir. Oksidatif hasar tespiti (ROS) L929 hücre hattında yapılmış, yine PTFE NPlerin kontrole kıyasla hücre migrasyonu üzerinde etkisi ortaya konulmuştur. PTFE NP'lerin irritasyon/antianjiyogenik aktivite potansiyeli HET-CAM testi ile incelenmiş ve antimikrobiyal aktiviteleri gram pozitif ve gram negatif bakteri suşları üzerinde test edilmiştir. 
Bulgular: Bu çalışmada PTFE NP'lerin A549 hücre hattı ve L929 hücre hattında hücre canlılığını önemli ölçüde etkilediğini, doza bağlı olarak sitotoksik etki gösterdiği görülmüştür. L929 hücre hattında gerçekleştirilen oksidatif hasar testinde doza bağlı olarak ROS oluşumu göstermiştir. Hücre migrasyon testinde uygulanan dozlarda kontrole kıyasla düşük dozda hücre migrasyonunu aktive ettiği, yüksek dozda ise hücre migrasyonunu inhibe ettiği görülmüş, kapanma yüzdeleri sırasıyla %36 ve % 9 olarak hesaplanmıştır. Yapılan hemolitik aktivite testinde PTFE NP'lerin yüksek dozlarda hemoliz sebep olduğu görülmüştür. HET-CAM testinde, PTFE NP'lerin kontrole kıyasla 2. dk itibariyle lizise sebep olduğu görülmüş ve yapılan skorlama sonucunda orta tahriş kategorisinde yer almıştır. PTFE NP'lerin herhangi bir antimikrobiyal aktivite göstermediği görülmüştür. 
Sonuç: Yapılan deneyler sonucunda, yaygın kullanım alanlarına sahip PTFE NP'lerin doza bağlı olarak farklı hücre tiplerinde toksik etki gösterdiği, daha fazla çalışma ile güvenli kullanımlarına yönelik kapsamlı risk değerlendirmelerinin yapılması gerektiği sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Politetrafloroetilen (PTFE), in vitro, toksisite, HET-CAM

Abstract:
Purpose: Polytetrafluoroethylene nanoparticles (PTFE NPs) are alternative nanoadditive due to their extremely strong carbon-fluorine and carbon-carbon covalent bonds and high melting points. Within the scope of this study, it was aimed to investigate the cytotoxicity, hemolytic activity, possible ROS formation mechanism, irritation/antiangiogenic activity, effect on cell migration and also the antimicrobial activity potential of PTFE nanoparticles in different cell lines, depending on their characteristic properties.
Method: In the study, cell viability WST-1 test was carried out with PTFE NPs (260nm) on A549 (human lung adenocarcinoma cell line) and L929 (mouse fibroblast cell line) at doses (6.25µg/ml-500µg/ml) with 24-hour exposure. Oxidative damage detection (ROS) was performed on the L929 cell line, and the effect of PTFE NPs on cell migration compared to the control was demonstrated. The irritation/antiangiogenic activity potential of PTFE NPs was examined by HET-CAM test and their antimicrobial activities were tested on gram-positive and gram-negative bacterial strains.
Findings: In this study, it was observed that PTFE NPs significantly affected cell viability in the A549 cell line and L929 cell line and showed a dose-dependent cytotoxic effect. The oxidative damage test performed on the L929 cell line showed dose-dependent ROS formation. In the cell migration test, it was observed that the applied doses activated cell migration at low doses and inhibited cell migration at high doses compared to the control, and the closure percentages were calculated as 36% and 9%, respectively. In the hemolytic activity test, it was seen that PTFE NPs caused hemolysis at high doses. In the HET-CAM test, it was observed that PTFE NPs caused lysis at the 2nd minute compared to the control, and as a result of the scoring, it was in the medium irritation category. It has been observed that PTFE NPs do not show any antimicrobial activity.
Result: As a result of the experiments, it was concluded that PTFE NPs, which are widely used, have toxic effects on different cell types depending on the dose, and that more studies and comprehensive risk assessments should be made for their safe use.

Keywords: Polytetrafluoroethylene (PTFE), in vitro, toxicity, HET-CAM