Atropa belladonna içeren antibakteriyel polikaprolakton nanofiberlerin elektrospinle sentezi ve malzeme özelliklerinin testi
Synthesis of antibacterial polycaprolactone nanofibers containing Atropa belladonna via electrospinning and testing of the material properties
Yazar: MUHAMMED ONUR AVCI
Danışman: PROF. DR. BEKİR SIDDIK BİNBOĞA YARMAN ; DOÇ. DR. AYSEL ERSOY
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Atropa belladonna = Atropa belladonna ; Nanolif = Nanofiber ; Yeşil sentez = Green synthesis

Özet:
Atropa belladonna yaraları iyileştirmek ve iltihabı engellemek için kullanılan bitkilerden biridir. Bu çalışmada yeşil sentez yöntemiyle atropa belladonna ekstraktı ile enkapsüle edilmiş gümüş nanopartiküllerin (eAgNP) PCL yapısına katılması ile oluşturulan malzeme kullanılarak elektrospin yöntemiyle nanofiber membranlarının üretimi ve üretilen malzemenin yara iyileştirme uygulamalarındaki potansiyeli araştırılmıştır. Bu özgün malzemenin TEM ve SEM ile yapılan morfolojik analizleri ile, eAgNP'lerin PCL içerisinde neredeyse homojen dağıldığı, sürekli ve pürüssüz yüzeye sahip nanofiberlerin oluştuğu gözlemlendi. XRD ve FTIR analizleri ile eAgNP ve AgNP'lerin PCL nanofiber yapısına entegre olduğu görüldü. Çekme testleri ile eAgNP ve AgNP katkısının PCL nanofiber yapısını güçlendirdiği ve mukavemetini artırdığı anlaşıldı. 18 hafta süresince gerçekleştirilen sürekli biyobozunma testi ile eAgNP modifikasyonunun PCL nanofiberlerinin biyobozunur özelliğini artırdığı gözlemlendi. PCL nanofiberlerin hidrofilik yapısının eAgNP ve AgNP katkılarıyla azaldığı, ıslanabilirliğinin arttığı görüldü. Gram-negatif ve gram-pozitif bakteri testleri ile eAgNP ve AgNP içeren PCL nanofiberlerin katkısız PCL nanofiberlere kıyasla daha yüksek antibakteriyel özellik gösterdiği görüldü. MTT hücre canlılık testleri eAgNP modifikasyonunun toksisiteyi azalttığını gösterdi. eAgNP eklenmiş PCL nanofiberlerin AgNP eklenmişlere kıyasla çok daha yüksek hücre canlılık ve düşük toksisite özelliklerine sahip olması nedeniyle optimum bir biyomalzeme uygulamasında, AgNP eklenmiş PCL nanofiberlere kıyasla eAgNP eklenmiş PCL nanofiber malzemesinin çok daha üstün biyolojik özellikler sergilediği görülmüştür. Antibakteriyel özelliği, düşük hücre toksisitesi, yüksek biyobozunurluk, mekanik ve yüzey morfolojik özellikleri eAgNP eklenmiş PCL nanofiberlerin yara giydirme başta olmak üzere birçok alanda üstün bir biyomalzeme adayı olduğunu göstermektedir.

Abstract:
Atropa belladonna is one of the herbs used to heal wounds and inhibit inflammation. In this study, the production of nanofiber membranes via electro-spinning method using the material formed by adding silver nanoparticles (eAgNP) encapsulated with atropa belladonna extract to the PCL structure by green synthesis method and the potential of the produced material in wound healing applications were investigated. With the morphological analyzes of this unique material by TEM and SEM, it was observed that eAgNPs were almost homogeneously dispersed in the PCL and nanofibers with a continuous and smooth surface were formed. With XRD and FTIR analysis, it was observed that eAgNP and AgNPs were integrated into the PCL nanofiber structure. With the tensile tests, it was understood that the additive of eAgNP and AgNP strengthened the PCL nanofiber structure and increased its strength. With the continuous biodegradation test performed for 18 weeks, it was observed that the eAgNP modification increased the biodegradability of PCL nanofibers. It was observed that the hydrophilic structure of PCL nanofibers decreased with eAgNP and AgNP additives, and their wettability increased. Gram-negative and gram-positive bacteria tests showed that PCL nanofibers containing eAgNP and AgNP showed higher antibacterial properties compared to pure PCL nanofibers. MTT cell viability tests showed that eAgNP modification reduced toxicity. Since eAgNP added PCL nanofibers have much higher cell viability and low toxicity properties compared to AgNP added ones, it has been observed that eAgNP added PCL nanofiber material exhibits much superior biological properties compared to AgNP added PCL nanofibers in an optimum biomaterial application. Its antibacterial properties, low cell toxicity, high biodegradability, mechanical and surface morphological properties show that PCL nanofibers with added eAgNP are a superior candidate for biomaterials in many areas, especially wound dressing.