Aşı kopolimerizasyon yöntemi ile modifiye edilmiş protein liflerden biyokopolimer/ biyokompozit malzemelerin hazırlanması: manyetik, antimikrobiyal ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Preparation of biocopolymer/biocomposite materials from modified protein fibers by grafting copolymerization method: investigation of their magnetic, antimicrobial and mechanical properties
Yazar: SEFA DİNÇER
Danışman: PROF. DR. MEHMET SAÇAK
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Kompozitler = Composites

Özet:
İpek kozasından elde edilen lif ile dokunarak hazırlanmış ipek dokuma yüzeyinin hidrofilitesini değiştirmek, antibakteriyel özelliğini geliştirmek, iyot kompleks iyonunun adsorpsiyon davranışını izlemek ve kapasitesini arttırmak amacıyla aşı kopolimerizasyon yöntemi kullanılarak kimyasal modifikasyonu gerçekleştirildi. Bu amaçla, ipek dokuma yüzeyi, N vinilpirolidon (NVP), etilen glikol dimetakrilat (EGDMA) ve bu monomer karışımının (NVP/EGDMA), serisin, poli(N-vinil prolidon) (PNVP) polimerlerinin ve serisin/PNVP polimer karışımının aşılanması ile farklı fonksiyonel gruplarla zenginleştirildi. Aşılama işlemlerinden önce ipek dokumanın lifli dokusuna hafif bir zamk giderme işlemi uygulanarak etkili bir aşı kopolimerizasyon yapılması ve dokuma yüzeyine daha yüksek oranda aşılama yapılabilmesi hedeflendi. İpek dokuma yüzeyindeki yapısal ve morfolojik değişiklikler ATR-FTIR, XRD ve SEM teknikleriyle kanıtlandı. Farklı aşı kopolimer yapıların dokuma yüzeyine kazandırdığı hidrofilikliğin derecesi temas açısı-ıslanma süresi ölçümleri ile gösterildi. Modifiye edilmiş dokuma örneklerinin bir iyodofor polimerik substrat olarak kullanılabilirlik potansiyeli I2/KI çözelti ortamlarındaki iyon adsorplama yeteneklerinin UV-vis spektroskopisi ile izlenmesi ile ortaya konuldu. NVP-EGDMA karışımı aşılanmış dokumanın, işlem görmemiş ve NVP aşılanmış ipek dokumalara kıyasla tatmin edici derecede yüksek iyot kompleks iyonu adsorpsiyonu sergilediği ve hastane kaynaklı enfeksiyonlardan sorumlu MRSA dahil çeşitli önemli patojenlere karşı yüksek antibakteriyel aktiviteye sahip olduğu, örneğin 1 g kumaş başına 0,05 g gibi tatmin edici derecede yüksek iyot kompleks adsorpsiyonu sergilediği elde edildi. Bu sonucun, biyomedikal uygulamalar için alternatif bir antiseptik doku olarak kullanılabilme potansiyelini kanıtladığı söylenebilir.

Abstract:
Chemical modification of the silk woven surface prepared by weaving it with the fiber obtained from the silk cocoon was carried out using the graft copolymerization method to change the hydrophilicity, improve its antibacterial property, monitor the adsorption behavior of the iodine complex ion and increase its capacity. For this purpose, the silk fabric surface was enriched with different functional groups by grafting with N vinylpyrrolidone (NVP), ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA), and this monomer mixture (NVP/EGDMA), sericin, poly(N-vinyl pyrrolidone) (PNVP) polymers, and sericin/PNVP polymer mixture. Applying a mild degumming process to the fibrous structure of the silk fabric before the grafting process aimed to achieve an effective graft copolymerization and ensure a higher grafting rate to the textile surface. Structural and morphological changes on the silk fabric surface were proven by ATR-FTIR, XRD, and SEM techniques. The degree of hydrophilicity of different graft modified-textile surfaces was demonstrated by contact angle-wetting time measurements. The usability potential of the modified textile samples as an iodophor polymeric substrate was demonstrated by monitoring their ion adsorption abilities in an aqueous I2/KI solution with UV-vis spectroscopy. NVP-EGDMA grafted samples exhibited satisfactorily high iodine complex ion adsorption compared to untreated and NVP grafted silk fabrics and had high antibacterial activity against various important pathogens, including MRSA, which is responsible for hospital-acquired infections, i.e., 0.05 g per 1 g fabric. It can be said that this result proves its potential to be used as an alternative antiseptic tissue for biomedical applications.