Organik ve inorganik katkılı ilaç salımlı polivinil alkol ve jelatin polimer fiber matris tabanlı yeni bir yara örtüsü malzeme tasarımı, antibakteriyel ve yara iyileştirme etkisinin incelenmesi
Design of a new wound dressing material based on organic and inorganic doped drug releasing polyvinyl alcohol and gelatin polymer fiber matrix and investigation of its antibacterial and wound healing effect
Yazar: TÜLAY MERVE SOYLU
Danışman: PROF. DR. SEVİL YÜCEL ; DR. ÖĞR. ÜYESİ YELİZ ELALMIŞ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, nano 45S5 biyoaktif cam (BG) ve ürenin dahil edildiği yeşil elektroeğirme yöntemiyle sitrik asit (SA) ile çapraz bağlanmış Polivinil alkol (PVA) ve jelatin (Jel) bazlı nanofiber membranların üretimi ve karakterizasyonunu gerçekleştirilmiştir. PVA, jelatin ve BG'nin çeşitli kombinasyonları hazırlanmış ve ortalama lif çapları 238-595 nm arasında değişen nanolif membranlar üretilmiştir. Üretilen membranların morfolojik, kimyasal ve mekanik özellikleri, gözeneklilik, şişme, su tutma ve su buharı iletim hızı değerlendirilmiştir. PVA:Jel (90:10), %15 SA ve %3 BG, elektrospinning yoluyla nanolif membran üretimi için optimum karışım olarak belirlenmiştir. Bu karışım kullanılarak elde edilen membran, çapraz bağlamayı takiben elektrosprey yöntemiyle %10 w/w polimer Üre kaplama ile daha da işlevselleştirilmiştir.  İn vitro biyouyumluluk testleri, antibakteriyel ve in vivo testler gerçekleştirilmiştir. Üre ile işlevselleştirilen membran hariç, üretilen tüm membranların biyouyumlu olduğunu ortaya koymuştur. PVA/Jel/BG ve PVA/Jel/BG/Üre ile muamele edilmiş yaraların in vivo makroskopik ve histopatolojik analiz sonuçları, kolajenizasyon ve vaskülarizasyonun arttığını ve anti-enflamatuar bir etkiye sahip olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, ibuprofen yüklü kitosan nanopartiküllerin üretim optimizasyon çalışması gerçekleştirilmiştir. Üretilen nanopartiküllerin boyutu 222-401 nm arasında bulunmuştur. Üretilen optimum membranın üzerine kitosan nanopartiküller elektrospreyleme yöntemi ile entegre edilmiştir. Kitosan nanopartiküllere ve üretilen kitosan katkılı membran için SEM, FTIR ve MTT analizleri yapılmış ve ilaç salım çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, geliştirilen çok işlevli ve biyomimetik özelliklere sahip PVA/Jel/BG, PVA/Jel/BG/Üre ve PVA/Jel/BG/Ibu-Kitosan NP elektrospun membranları faydalı yara örtüleri olarak kullanılma potansiyeline sahiptir.

Abstract:
In this thesis, the production and characterization of nanofiber membranes based on poly(vinyl alcohol) (PVA) and Gelatin (Gel) crosslinked with citric acid (CA) by green electrospinning method including nano 45S5 bioactive glass (BG) and urea was carried out. Various combinations of PVA, Gelatin and BG were prepared and nanofiber membranes with average fiber diameters ranging from 238-595 nm were produced. The morphological, chemical, and mechanical properties, porosity, swelling, water retention and water vapor transmission rate of the membranes were evaluated. PVA:Jel (90:10), 15% CA and 3% BG was determined as the optimum blend for nanofiber membrane production by electrospinning. The membrane obtained using this blend was further functionalized with 10% w/w polymer Urea coating by electrospray method following crosslinking.  In vitro biocompatibility tests, antibacterial and in vivo tests were performed. It was revealed that all membranes produced were biocompatible, except for the membrane functionalized with urea. The results of in vivo macroscopic and histopathological analysis of PVA/Gel/BG and PVA/Gel/BG/Urea treated wounds showed increased collagenization and vascularization and an anti-inflammatory effect. In addition, production optimization study of ibuprofen-loaded chitosan nanoparticles was carried out. The size of the nanoparticles produced was found to be between 222-401 nm. Chitosan nanoparticles were integrated onto the produced optimum membrane by electrospraying method. SEM, FTIR and MTT analyses were performed for the chitosan nanoparticles and the produced chitosan doped membrane and drug release studies were carried out. In conclusion, the developed multifunctional and biomimetic PVA/Gel/BG, PVA/Gel/BG/Urea and PVA/Gel/BG/Ibu-Chitosan NP electrospun membranes may have the potential to be used as useful wound dressings.