Endotrakeal tüp uygulamaları için gümüş nanoparçacık katkılı polivinil klorür kompozit biyomalzemelerin üretimi, karakterizasyonu ve antibakteriyel özelliklerinin incelenmesi
Production, characterization and investigation of antibacterial properties of silver nanoparticle doped polyvinyl chloride composite biomaterials for endotracheal tube applications
Yazar: MUSTAFA ARAS
Danışman: PROF. DR. ÖZCAN GÜNDOĞDU
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Antimikrobiyal aktivite = Antimicrobial activity ; Biyomalzemeler = Biomaterials ; Karakterizasyon = Characterization ; Mikrobiyolojik özellikler = Microbiological properties ; Üretim = Production

Özet:
Günümüzde, antimikrobiyal özelliği artırılmış biyomalzemeler ile ilgili yapılan araştırmalar, artarak önem kazanmaktadır. Antibakteriyel olmayan ETT kullanımı, SHİE ve alt gruplarından İAİE ile CAE'de önemli etki sahibi VİP ve VİO gelişmesinde ana etkenlerdendir. ETT'ler kullanımı sonrasında yaygın enfeksiyon gelişimi ile morbidite ve mortaliteye sebep olmaktadır. ETT'lerde antibakteriyel özellik sağlanması ile enfeksiyon riskinin azaltılması gerçekleştirilebilir. Literatürde kapsamlı antibakteriyel çalışmalar mevcuttur. Ancak ETT'lere odaklanma eksiktir. Çalışma için detaylı literatür taraması yapılmış ve ticari ETT'ler temin edilmiştir. Ticari ETT'ler arasında önemli pay sahibi olan PVC ETT'ler ele alınmıştır. Mevcut tez çalışmasında kaplama yerine polimer matrisli partikül takviyeli nanokompozit geliştirilmeye odaklanılmıştır. Matris malzemesi olarak PVC, takviye malzemesi olarak ise antibakteriyel potansiyeli ile dikkat çeken Ag NP'ler kullanılmıştır. Deneysel çalışmalar kapsamında hem ticari olarak temin edilebilir farklı boyutlarda Ag NP'ler hem de bulk Ag plaka üzerinden lazer aşındırma yöntemiyle üretilen Ag NP'ler kullanılmıştır. Numunelerin morfolojik özelliklerinin incelenmesinde taramalı elektron mikroskobu, kimyasal bileşimlerinin belirlenmesinde enerji dağılımlı X-ışını spektrometresi kullanılmıştır. Ek olarak zeta potansiyel denemeleri gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen nanokompozitlerin antibakteriyel duyarlılıklarının belirlenmesi için numune özellikleri dikkate alınarak klinik laboratuvarlarda kullanılan en yaygın test yöntemlerinden biri olan disk difüzyon yöntemi tercih edilmiştir. Testler için EUCAST standartları baz alınmıştır. Çalışmada SHİE sürveyanslarında üst sıralarda yer alan Staphylococcus aureus (ATCC 29213), Enterococcus faecalis (ATCC 29212), Escherichia coli (ATCC 25922), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853), bakterileri (ATCC standart suşları) tercih edilmiştir. ETT'lerin hammaddesinde yapılan başarılı antimikrobiyal modifikasyonun sağlandığı deneysel çalışmalar neticesinde, hem ETT'lerde hem de benzeri kalıcı tıbbi cihazlarda bakteri çoğalmasının engellenmesi için kullanılabilecek önemli, özgün bulgular elde edilmiştir.

Abstract:
Today, research on biomaterials with increased antimicrobial properties is gaining importance. Non-antibacterial ETT use, it is one of the main factors in the development of VAP and VAE, which has a significant impact in IDAI and SSI from HAI and its subgroups. After the use of ETT's, it causes morbidity and mortality with the development of common infection. By providing antibacterial properties in ETT's, the risk of infection can be reduced. Extensive antibacterial studies are available in the literature. But the focus on ETT's is lacking. Detailed literature review was conducted for the study and ETT's were provided commercially. In the current thesis study, the focus is on developing polymer matrix particle reinforced nanocomposite instead of coating. PVC was used as matrix material and Ag NP's were used as supplement materials, which attracted attention with their antibacterial potential. Within the scope of experimental studies, both Ag NPs of different commercially available sizes and Ag NPs produced by laser abrasion method through bulk Ag plate were used. Scanning electron microscope was used to examine the morphological properties of the samples and an energy-dispersed X-ray spectrometer was used to determine their chemical composition. In addition, zeta potential trials have been carried out. Disk diffusion method, which is one of the most widely used test methods in clinical laboratories, has been preferred by taking into account sample properties to determine the antibacterial sensitivities of developed nanocomposites. Based on EUCAST standards for testing. Staphylococcus aureus (ATCC 29213), Enterococcus faecalis (ATCC 29212), Escherichia coli (ATCC 25922), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853), bacteria (ATCC standard strains) were preferred in study. As a result of experimental studies that provided successful antimicrobial modification in the raw material of ETT's, important, original findings were obtained that could be used to prevent bacterial proliferation in both ETT's and similar permanent medical devices.