Biyomedikal uygulamalar için nanofiber yapıda çift tabakalı yara örtü malzemesi üretimi ve  karakterizasyonu
Synthesis and characterization of the double-layered wound dressing material in nanofiber structure for biomedical applications
Yazar: AYŞE NUR EROĞLU
Danışman: PROF. DR. AYLA ÇALIMLI ; DOÇ. DR. RAHİME SEDA TIĞLI AYDIN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Sunulan tez çalışmasında, kronik yara defektlerindeki dermis tabakasının iyileşme sürecinde sürekli yenilenerek kullanılabilen yara örtüsünün tasarımı ve üretim açısından etkin parametrelerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çift tabakalı membranların alt tabakası jelatin bazlı biyobozunur malzemeden, üst tabakası ise poli-2-hidroksietil metakrilat (PHEMA) bazlı polimer çözeltisinden elektroeğirme yöntemi ile elde edilmiştir.  Üretilen nanofiber membranlar; SEM, FTIR-ATR, şişme deneyleri, mekanik dayanım testi ve biyobozunurluk çalışmaları ile karakterize edilmiştir. SEM analizi görüntülerinden fiberlerin morfolojisi incelenmiş ve ortalama çapları hesaplanarak membranların üretimde en uygun elektroeğirme parametreleri belirlenmiştir. PHEMA nanofiberlerin üretiminde, parametrelerin fiber çaplarına etkisi yanıt yüzey yöntemi (RSM) ile incelenmiştir. Çift tabakalı nanofiber membranlarda ampisilin (AMP) miktarı arttıkça fiber çaplarında artma olduğu ve fiber çaplarının yaklaşık 270 nm ile 1125 nm arasında değiştiği belirlenmiştir. FTIR-ATR analizi ile membranların yüzey kimyasal yapıları incelenmiştir. Membranların şişme analizleri yapılmış ve su alım kapasiteleri (% 1100 - % 1700) AMP yüklü membranlarda, boş membrana göre daha yüksek çıkmıştır. Mekanik dayanım testi ile membranların çekme mukavemetleri ve elastik modülleri belirlenmiştir. Biyobozunurluk çalışmalarıyla membranlardaki fiberlerin yapılarının değiştiği SEM analizleri ile belirlenmiştir. Yapılan mikroorganizma çalışmalarından Escherichia coli bakterisiyle karşılaştırdığımızda Staphylococcus aureus bakterisine karşı membranların daha duyarlı olduğu saptanmıştır. AMP yüklü çift tabakalı membranlardan antibiyotiğin kontrollü salımı gerçekleştirilerek, yapılan nicel ölçümler sonucunda kümülatif salım verimliliğinin bazik ortamda (pH: 8.0 ve pH: 8.5) daha yüksek çıkması salımın bu ortamda daha iyi olduğunu göstermektedir. Elde edilen sonuçlar, pH duyarlı ve antimikrobiyal etkili nanofiber yapıda çift tabakalı yara örtü malzemesinin başarılı bir şekilde üretildiğini göstermektedir.

Abstract:
The aim of the study is to design a renewable wound dressing during healing of chronic wound defects and to determine effective parameters in terms of production. The lower surface of double-layered membranes was produced from gelatin based biodegradable material and the upper surface of them was produced from poly-2-hydroxyethyl methacrylate (PHEMA) based polymer solution by elecrospinning method. Nanofiber membranes were characterized by SEM, FTIR-ATR, swelling tests, mechanical strength test and biodegradation studies. The morphology of fibers was evaluated from SEM analyses images and the most appropriate electrospinning parameters were determined in membranes production by considering the calculation of average diameters of these fibers. In PHEMA nanofiber production, the effect of parameters on fiber diameters was evaluated by reply surface method (RSM). Results showed that by increasing the ampicillin (AMP) amount in the double-layered nanofiber membranes the fiber diameters increase. Estimated fiber diameters were ranging from about 270 nm to 1125 nm. The chemical structure of membrane surfaces was examined by FTIR-ATR analysis. Swelling experiments were performed. The water absorption capacity (1100 % - 1700 %) was higher in the AMP loaded membranes than unloaded membranes. Tensile strengths and modules of the membranes were determined by mechanical strenght test. In biodegradability studies, changes in fiber structure of the membranes were determined by SEM analysis. In microorganism studies, it was determined that membranes were more sensitive aganist to Staphylococcus aureus than Escherichia coli. Based on the quantitative measurements by controlled release of antibiotic from AMP loaded double layered membranes, cumulative release efficiency was found to be higher in basic environment (pH: 8.0 and pH: 8.5). The results obtained showed that pH-sensitive and antimicrobial effective double layered wound dressing materials in nanofiber structure which can be applied to injured area was produced successfully.