Cerrahi ipliklerin antimikrobiyal aktivite gösteren mikroalg ekstraktı ile kaplanması
Coating of surgical sutures with microalgae extract with antimicrobial activity
Yazar: MERVE TOKGÖZ
Danışman: DOÇ. DR. SUPHİ ŞURİŞVAN ÖNCEL
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Cerrahi iplikler (sütürler), bakterilerin yaralara nüfuz etmesine olanak sağlayan kapiler etkilerinden dolayı zorlu cerrahi alan enfeksiyonlarına neden olabilmektedir. Cerrahi iplikler, mikrobiyal yapışma ve ardından kolonizasyon, biyofilm oluşumu ve cerrahi alanda enfeksiyon için mükemmel yüzeyler olarak işlev görürler. Cerrahi ipliklerden kaynaklı cerrahi alan enfeksiyonunu önlemek için çeşitli antimikrobiyal cerrahi iplikler geliştirilmiştir. Bununla birlikte, cerrahi bölgeye bağlı olarak, antimikrobiyal cerrahi iplikler etkisiz kalabilmekte ve hatta üzerlerindeki antimikrobiyal ajanların sakıncaları olabilmektedir. Mikroalgler, oldukça ilgilenilen biyolojik olarak aktif bileşiklerin doğal bir kaynağıdır. Bu bileşikler, farklı yaşam bilimleri alanlarındaki potansiyel uygulamaları nedeniyle son yıllarda araştırmacılardan ve şirketler tarafından çokça ilgi görmüştür. Uygulamalar, gıda ve yem için biyokütle üretiminden tıp ve ilaç endüstrisi için biyoaktif bileşiklerin üretilmesine kadar uzanmaktadır. 
Bu çalışmada antimikrobiyal aktivite gösteren mikroalg kaynaklı ekstraktlar ile cerrahi iplik materyalinin kaplanmasıyla cerrahi alan enfeksiyonlarının önlenmesi, kimyasallara dirençli bakterilerin önüne geçilmesi, antibakteriyel etkinin devamlılığının sağlanması ve böylece sanayi arayışına fayda sağlanacak olması amaçlanmıştır. İlk olarak farklı sçözücüler ve sonikasyon ile elde edilen Spirulina platensis, Haematacoccus pluvialis, Chlorella minutissima, Botryococcus braunii ve Nostoc muscorum ekstraktları ile cerrahi iplikler kaplanıp Staphylococcus aureus ve Escherichia coli bakterilerine karşı disk difüzyon testi ile antibakteriyal etkileri test edilmiştir. Biyouyumluluk sitotoksisite testi ile değerlendirilmiştir. 
Tüm kaplanmış cerrahi iplikler antibakteriyel etki gösterirken Amerika Birleşik Devletleri Farmakopesi'nin çap ve düğüm kopma mukavemeti değerlerini de karşılamıştır. Biyouyumluluk açısından Spirulina platensis ve Nostoc muscorum esktraktları ile kaplanan cerrahi iplikler ISO 10993-5'e göre kabul edilebilir sitotoksik seviyeler sergilemiştir. İnsan uygulaması için en yüksek potansiyeli Spirulina platensis ekstraktı göstermiştir. Sonuç olarak, antimikrobiyal aktiviteye sahip mikroalg ekstraktları ile kaplanmış cerrahi iplikler cerrahi alan enfeksiyonlarının kontrolü ve önlenmesi için yeni alternatif malzemeler olarak düşünülebilir.

Anahtar sözcükler: Mikroalg, Spirulina platensis, Haematacoccus pluvialis, Chlorella minutissima, Botryococcus braunii, Nostoc muscorum, antibakteriyel aktivite, cerrahi iplik, antibakteriyel cerrahi iplik, cerrahi alan enfeksiyonları

Abstract:
Sutures can cause surgical site infections due to capillary effects that allow bacteria to penetrate wounds. Sutures serve as excellent surfaces for microbial adhesion followed by colonization, biofilm formation, and surgical site infection. Various antimicrobial sutures have been developed to prevent surgical site infection from sutures. However, depending on the surgical site, antimicrobial sutures may be ineffective and may have drawbacks of antimicrobial agents on them. Microalgae are a natural source of highly active biologically active compounds. These compounds have received much attention from researchers and companies in recent years due to their potential applications in different life sciences. Applications include the production of biomass for food and feed, and the production of bioactive compounds for the medical and pharmaceutical industries.
In this study, it was aimed to prevent surgical side infections by coating the suture material with microalgae-derived extracts showing antimicrobial activity, to prevent the bacteria resistant to chemicals, to ensure the continuation of the antibacterial effect and thus to benefit the industry search. Firstly, sutures were coated with Spirulina platensis, Haematacoccus pluvialis, Chlorella minutissima, Botryococcus braunii and Nostoc muscorum extracts obtained by different solvents and sonication and antibacterial effects were tested against Staphylococcus aureus and Escherichia coli bacteria. Biocompatibility was evaluated by cytotoxicity test.
All coated sutures showed antibacterial effect and met the diameters and knot breaking strength values of the United State Pharmacopoeia. In terms of biocompatibility, sutures coated with Spirulina platensis and Nostoc muscorum extracts have acceptable cytotoxic levels according to ISO 10993-5. Spirulina platensis extracts have shown the highest potential for human application. As a result, sutures coated with microalgae extracts with antimicrobial activity can be considered as new alternative materials for the control and prevention of surgical site infections.

Keywords: Microalgae, Spirulina platensis, Haematacoccus pluvialis, Chlorella minutissima, Botryococcus braunii, Nostoc muscorum, antibacterial activity, suture, antibacterial suture, sugical site infection