Tekstil sanayinde kullanılan sentetik polimer mamullerin biyoaktif bileşiklerle modifikasyonu
Modification of synthetic fabrics used in textile industry with bioactive compounds
Yazar: ALPER AKKAYA
Danışman: DOÇ. DR. NURDAN PAZARLIOĞLU
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Bu çalışmada, tekstil sanayinde kullanılan çeşitli sentetik polimerlerden yapılmış kumaşların enzimatik ve kimyasal olarak modifikasyonu ile özelliklerinin iyileştirilmesi ve/veya fonksiyonelleştirilmesi amaçlandı. Modifikasyon işlemleriyle fonksiyonel grup eklenerek reaksiyona yatkın hale getirilen sentetik kumaşlara biyoaktif bileşik olarak trombin immobilize edildi. Bu amaçla, sentetik kumaş olarak PET, PP ve PAN kumaşlar seçildi ve öncelikle Trametes versicolor (ATCC 11235), Pseudomonas fluorescens (DSM 6521) Pseudomonas putida (DSM 548), Abortiporus biennis, Trametes trogii, Trametes versicolor (İ-1), Trametes versicolor (İ-2), Pleurotus ostreatus (İ-1), Pleurotus citrinopileatus, Gloeophyllum sepiarium, Ganoderma carnosum, Laetiporus sulphureus ve Pleurotus ostreatus mikroorganizmaları kullanarak seçilen sentetik kumaşların mikrobiyal modifikasyonu yapıldı. Mikrobiyal modifikasyonun derecesi dinamik temas açısı ölçümü yoluyla saptandı. En düşük temas açısına sahip kumaş, en fazla modifiye olan kumaş olduğundan, sentetik kumaşların temas açısını mikrobiyal modifikasyondan sonra en çok düşüren mikroorganizmalar belirlendi. PET kumaşın mikrobiyal modifikasyonu sonucu en düşük temas açısı Trametes trogii, PP kumaşın mikrobiyal modifikasyonu sonucu en düşük temas açısı Trametes versicolor (ATCC_ 1235) ve PAN kumaşın mikrobiyal modifikasyonu sonucu en düşük temas açısı Pseudomonas putida (DSM 548) ile elde edildi. Belirlenen mikroorganizmalar ile sentetik kumaşların inkübasyonu sırasında lignin peroksidaz, MnP, lakkaz ve nitrilaz enzimlerinin aktiviteleri izlendi. PET, PAN ve PP'nin modifikasyonlarında sırasıyla lakkaz, nitrilaz ve MnP enzimlerinin aktivitelerinin diğer enzimlere göre daha yüksek olduğu belirlendi. Modifikasyonlar sonucu, PET ve PAN kumaşlarda karboksil gruplarının oluştuğu ATR-FTIR yöntemiyle belirlendi.Kimyasal modifikasyon, UV-indüklü aşı polimerizasyonu ile yapıldı. Foto-başlatıcı olarak BP ve aşı monomeri olarak MAA'nın kullanıldığı tek adımlı aşı polimerizasyonu, PET, PP ve PAN kumaşlara yapıldı. Sentetik kumaşların fonksiyonelleştirilmesinde model biyoaktif bileşik olarak trombin seçildi. Enzimatik olarak modifiye edilen ve aşı polimerizasyonu yöntemi ile modifiye edilen PET, PP ve PAN kumaşlara EDC kullanarak trombin optimize edilen koşullarda immobilize edildi. Trombin immobilize edilmiş materyal in vitro koşullarda, kanın rekalsifikasyon zamanına etkisi ölçülerek test edildi. Trombin immobilize materyaller arasında en iyi sonuç rekalsifikasyon süresinin %49'a indirildiği TI-PET-2 ile alındı. Geliştirilen ürün in vivo olarak Cavia porcellus kullanılarak test edildi ve kanama süresini %24,6'ya düşürdüğü belirlendi. Veriler istatistiksel olarak değerlendirildi ve sonuçlar istatistiksel olarak anlamlı bulundu.Sonuç olarak, hem enzimatik hem de kimyasal olarak modifiye edilen sentetik kumaşların model biyoaktif bileşik olarak trombinin kullanılmasıyla fonksiyonel medikal tekstil ürünü elde edildi.

Abstract:
The aim of this study was to improve properties and/or functionalization of fabrics made of synthetic polymers and used in textile industry were modified enzymatic and chemically. Thrombin was immobilized to modified synthetic fabrics as a bioactive compound. For this purpose, PET, PP, and PAN fabrics were selected as synthetic fabrics. Firstly, microbial modifications of selected synthetic fabrics were made by using Trametes versicolor (ATCC 11235), Pseudomonas fluorescens (DSM 6521), Pseudomonas putida (DSM 548), Abortiporus biennis, Trametes trogii, Trametes versicolor (İ-1), Trametes versicolor (İ-2), Pleurotus ostreatus (İ-1), Pleurotus citrinopileatus, Gloeophyllum sepiarium, Ganoderma carnosum, Laetiporus sulphureus, and Pleurotus ostreatus. Degrees of microbial modifications were determined according to dynamic contact angle values. Since most modified fabric has the lowest contact angle, microorganisms that reduced the contact angle of synthetic fabrics after microbial modifications, are determined. After microbial modification, contact angle values of fabrics were lowest with Trametes_trogii for PET fabric, Trametes versicolor (ATCC 11235) for PP fabric, and Pseudomonas putida (DSM 548) for PAN fabric. Activities of laccase, lignin peroxidase, manganese-dependent peroxidase, and nitrilase were monitored during microbial modification of PP, and PAN fabrics. Laccase, nitrilase, and manganese-dependent peroxidase activities were highest compared with other monitored enzyme activities during PET, PAN, and PP fabrics modification, respectively. After modification, -COOH groups were obtained on PET and PAN fabrics according to ATR-FTIR spectra.Chemical modification was made using UV-induced graft polymerization. BP as photoinitiator and MAA as graft monomer were used for graft polymerization of PET, PAN, and PP fabrics. Thrombin as a bioactive compound was selected for fuctionalization of synthetic fabrics. Thrombin was immobilized to enzymatic and chemical modified PET, PP, and PAN fabrics using EDC at optimized conditions. Thrombin immobilized material was tested according to recalcification time and this test was in vitro. The best result was obtained using TI-PET-2 and recalcification time was reduced to 49%. Developed material was also tested in vivo. Cavia porcellus was used for this test and bleeding time was reduced to 24.6%. Data was evaluated statistically and results were statistically significant.As a result, functional medical textile product was obtained using thrombin as a model bioactive compound and synthetic fabrics enzymatic and chemical modified.