Sıfır değerlikli demir nanopartikül içeren bakteriyel selüloz kompozit yara bakım örtüleri
Bacterial cellulose composites wound care dressings containing zero-valent iron nanoparticles
Yazar: HEDİYE NUR İNCE
Danışman: DOÇ. DR. ÜMRAN AYDEMİR SEZER
Süleyman Demirel Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Rejeneratif Tıp Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Basınç ülserleri = Pressure ulcer ; Biyomalzemeler = Biomaterials ; Demir = Iron ; Karvakrol = Carvacrol ; Kompozit malzemeler = Composite materials ; Metal nanopartiküller = Metal nanoparticles ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Selüloz = Cellulose ; Timol = Thymol ; Yaralar ve yaralanmalar = Wounds and injuries

Özet:
Bakteriyel selülozun (BS) kimyasal yapısı, gözenekli geometrisi ve üç boyutlu lifli yapısı, BS'yi kompozit sentezi için ideal bir malzeme haline getirmektedir. BS'nin eşsiz özelliklerini geliştirmek için yapılan bu çalışma, BS sıfır değerlikli demir nanopartikülleri ile karvakrol ve timol içeren kekik esansiyel yağının avantajlarını birleştiren kombine kompozit malzemenin tasarımı, üretimi ve test edilmesiyle ilgili çeşitli yönlerin kapsamlı bir şekilde incelenmesini içermektedir. Geliştirilen yeni kompozit malzemelerin üzerinde su tutma kapasitesi, SEM analizi, termal dayanımı ölçmek amacı için TGA analizi, FT-IR analizi, membran kalınlığı ve antimikrobiyal aktivite testlerini içeren çeşitli incelemelerle gerçekleştirilmiştir. Bu araştırmanın özelliği, sadece saf BS malzemesine ajan entegrasyonu ile sadece bir kompozit yapı oluşturmak değil, aynı zamanda BS'nin kendisinin üretiminin de ele alınmasıdır. Araştırma, selüloz üretmek için kullanılan bakterinin izolasyonu ile başlamakta, saf bakteriyel selüloz üretimi, BS'nin sıfır değerlikli demir nanopartikülleri ve kekik esansiyel yağı ile kompozit preperatının hazırlanması, saf BS ve BS kombine preperatlarının kurutulması ve geliştirilen malzemenin fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik testlerinin gerçekleştirilmesi ile devam etmektedir. 
Saf doğası ve yüksek mekanik mukavemet, kristallik, gözenekli lifli yapı ve sıvı emme yetenekleri gibi etkileyici fizikokimyasal özellikleri nedeniyle gelişmiş bir biyomateryal olarak ortaya çıkan BS'nin mevcut yapısı korunarak antimikrobiyal özellik kazandırılmış ve mevcut özellikleri geliştirilmiş bir yara bakım örtüsü elde edilmiştir. Termal testler ve su tutma kapasitesi testlerinde saf BS özellikleri korunmuş ve kombine kompozit materyaller ile arasında bir fark görülmemiştir. Kekik esansiyel yağı ve sıfır değerlikli demir nanopartikülleri içeren BS, S. aureus, E. coli, P. aeruginosa bakterilerine karşı antimikrobiyal aktivite göstermiştir. BS kombine kompozit materyali, eldeki veriler ile yara eksüdalarını emebilen, biyobozunur, biyouyumlu ve oldukça iyi antimikrobiyal özelliği ile potansiyel bir yara bakım örtüsü alternatifi olduğu görüşüne ulaşılmıştır.

Abstract:
The chemical structure, porous geometry and three-dimensional fibrous structure of bacterial cellulose (BS) make it an ideal material for composite synthesis. This study to enhance the unique properties of BS involves a comprehensive investigation of various aspects related to the design, fabrication and validation of a combined composite material that incorporates the advantages of BS zero-valent iron nanoparticles and thyme essential oil containing carvacrol and thymol. To measure water retention capacity, SEM and TGA analysis and to measure thermal resistance, FT-IR analysis, membrane thickness and antimicrobial activity tests were carried out on the newly developed composite materials. The speciality of this research is not only the production of a composite structure by agent integration into pure BS material, but also the production of the BS itself is considered. The research starts with the isolation of the bacteria used to produce cellulose, continues with the production of pure bacterial cellulose, preparation of composite materials of BS with zero valence iron nanoparticles and thyme essential oil, drying of pure BS and its combined preparations and physical, chemical and microbiological tests of the developed material.

BS, which emerged as an advanced biomaterial due to its pure nature and impressive physicochemical properties such as high mechanical strength, crystallinity, porous fibrous structure and liquid absorption abilities, was obtained as a wound care dressing with antimicrobial properties and improved existing properties by preserving its existing structure. In thermal tests and water retention capacity tests, pure BS properties were retained and no difference was observed between the combined composite materials. BS containing thyme essential oil and zero-valent iron nanoparticles showed antimicrobial activity against S. aureus, E. coli, P. aeruginosa. BS combined composite material is considered to be a potential wound care dressing alternative with its ability to absorb wound exudates, biodegradable, biocompatible and remarkable antimicrobial properties.