Chitosan
134 theses under this subject heading
Nanofabrikasyon yöntemi ile tarantula cubensis venomutheranekron, kitosan ve hyaluronik asit kaplanan yara örtü materyalinin in vivo uygulanması
Bu tezin amacı, hücre kültürü çalışmalarında proliferatif etkisi ispatlanan ve bir tarantula türü olan tarantula cubensis venomu olan theranekron (T) farklı dozlarını içeren çok tabakalı kaplama yöntemi (LbL) ile kaplanan yara örtü materyalleri üretmek ve bu materyallerin iyileşme üzerine olan etkisini yara modeli içeren in vivo deneyler ile göstermektir. Tezin in vitro yara örtü materyali üretiminde 2X2 cm boyutlarında kesilen kumaşlar, çok tabakalı kaplama işlemi için gerekli hyaluronik asit (HA) ve kitosan (K) içeriğine farklı konsantrasyonlarda T eklenerek oluşturulan çözeltiler LbL ile kaplandı ve kurumaya bırakıldı. Hazırlanan materyallerin bir kısmına karakterizasyon işlemi için taramalı elektron mikroskopisi (SEM), enerji dispersiv spektrumu (EDS) ve fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) analizleri uygulandı. Diğer kısımları ise in vivo deneylerde 16 hayvanın her birinin sırtında açılan 1 cm çaplı dörder adet dairesel şekilli yaralarda kontrol, HA+K, T10, T20, T50, T100, T200, T500 olmak üzere toplam 8 grupta kullanıldı. İki gün arayla pansuman ve fotoğraf çekimleri yapılarak 8. günde sakrifiye edilen sıçanlardan alınan deri dokularının yarısında histopatolojik olarak hematoksilen eozin, masson trikrom ve picrosirius boyama yapıldı. Diğer yarılarında ise büyüme faktörleri olan fibroblast büyüme faktörü (FGF), platelet kaynaklı büyüme faktörü (PDGF), epidermal büyüme faktörü (EGF) ve dönüştürücü büyüme faktörü- β (TGF-β) ekspresyonlarına bakıldı. Kaplama işlemi öncesi yapılan polietilenimin (PEI) ile gerçekleştirilen ön işlemin sonucunda pamuk liflerinin yüzeyinde katyonik yükler oluşturulup yapılan SEM-EDS analizlerinde de işlem görmemiş pamuklu kumaş elementel analiz içeriği %54 C, %46 O olarak bulunmuşken, ön işlem sonucunda elementer analizde % 44.79 C, % 48.56 O, % 6.19 N ve % 0.46 Ca elementleri bulunmuş olup, bu sonuçlar ön işlemin başarılı olduğunu kanıtlamaktadır. Özellikle HA-K kaplanan liflerde kristal formda kitosan partiküller lif yüzeyinde homojen dağılmış şekilde net olarak görülmektedir. 6 farklı dozda T emdirilen kumaşlarda da T doz miktarı arttıkça kitosanın kristalin yapıları SEM görüntülerinde görülememiştir. Yara alanı ölçümlerinde T20 ve T50 gruplarında iylileşme hızının anlamlı bir şekilde artmaya devam ettiği ve yara yüzey alanının hızlıca küçüldüğü görülmekte olup 1 ve 7. günler arasındaki iylileşmenin değişimi yaklaşık sırasıyla %41.32 ve %44.59'dur. T100, T200 ve T500 gruplarında azalan yara yüzey alanları dikkat çekici olup 1 ve 7. günler arasındaki iylileşmenin değişimi yaklaşık olarak sırasıyla %16.12, %15.63 ve %13.43 olarak saptanmıştır. Histopatolojik boyamalarda T10, T20 ve T50 gruplarında iyileşmenin doza bağlı olarak belirginleştiği, neovaskülarizasyonun, kolajen üretiminin ve granülasyon dokusu oluşumunun arttığı gözlenirken T100, T200 ve T500 gruplarında iyileşme olumsuz etkilenerek defekt kapanma miktarı ile neovaskülarizasyon, kollajen üretimi ve bağ doku gelişimi azalmış, hiperemik ve nekrotik alan oluşumları saptanmıştır. PCR ile değerlendirilen EGF gen ekspresyonu düzeyleri özellikle T10, T20 ve T50 gruplarında yüksek saptanırken en yüksek seviyeler T20 grubuna aittir. T100, T200 ve T500 gruplarında ise büyüme faktörü ekspresyonları oldukça az saptanmıştır. Sonuç olarak Theranekron+HA+K içeren yara örtü materyalinin in vivo ve in vitro aşamaları yapıldı ve en ideal yara iyileştiştirici dozun 20 mcg olduğu kanısına varıldı. Bu sonuçların daha detaylı araştırmalar ile de desteklenmesi gerekmektedir.
Aflatoksin M1 biyoerişilebilirliği üzerine probiyotik mikroorganizmalar, biyopolimer ve diyet lifi etkinliğinin incelenmesi
Aflatoksin M1 (AFM1) süt ve süt ürünlerinde en sık bulunan mutajenik ve karsinojenik özelliklere sahip önemli bir mikotoksindir. Bu çalışmada probiyotik olarak Leuconostoc mesenteroides RSKK 06043, Saccharomyces cerevisiae RSKK 08022, prebiyotik olarak inülin ve biyopolimer olarak kitosanın sütte AFM1 bağlama kapasitesi ve in vitro sindirim modeli uygulaması ile AFM1 biyoerişilebilirliği üzerine etkisi incelenmiştir. Oluşturulan çalışma gruplarında (pozitif ve negatif kontrol, AFM1+ S. cerevisiae, AFM1+ L. mesenteroides, AFM1+S. cerevisiae+ L. mesenteroides, AFM1+inülin, AFM1+kitosan, AFM1+S. cerevisiae+L. mesentorides+inülin, AFM1+S. cerevisiae+L. mesentorides+ kitosan) bulunan serbest AFM1 miktarı inkübasyon sonrası, in vitro sindirim modeli uygulamasında ince bağırsak ve kolon sonrasında HPLC ile belirlenmiştir. İnkübasyon sonrası AFM1 bağlanma düzeyi %26,7-50,9 arasında bulunmuştur. En yüksek AFM1 bağlama düzeyini S. cerevisiae; en düşük kitosan göstermiştir. Ancak gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık elde edilmemiştir (p>0,05). İn vitro sindirim modeli uygulamasında AFM1'in sütte biyoerişilebilirliği ince bağırsak sonrasında %90,35±1,15; kolon sonrasında %81,40±0,00 bulunmuştur. S. cerevisiae bulunan ve L. mesenteroides+S. cerevisiae+Kitosan bulunan örneklerde ince bağırsak sonrası AFM1 biyoerişilebilirliğinde önemli derecede düşüklük saptanmıştır (sırasıyla %29,30±2,29; %54,68±6,79; p<0,001). Diğer örneklerde ise %68,37-88,72 arasında tespit edilmiştir (p>0,05). Kolon sonrası S. cerevisiae bulunan ve inülin bulunan örneklerde AFM1 biyoerişilebilirliği kontrol grubuna göre anlamlı olmayan artış göstermiştir (sırasıyla %91,16±4,60 ve %96,05±2,23; p>0,05). Diğer örneklerde ise AFM1 biyoerişilebilirliği %51,55-60,23 arasında anlamlı düzeyde düşmüştür (p<0,001). Bu çalışmada S. cerevisiae, L. mesenteroides, inülin ve kitosanın sütte AFM1 bağlanma kapasiteleri gösterilmiş ve L. mesenteroides ve kitosanın en kararlı biyolojik ajan olduğu belirlenmiştir. Ayrıca kitosan ve probiyotik bakteriler, süt ürünlerinde aflatoksinlerin biyoerişilebilirliğini azaltmak için güvenilir biyolojik ajan olarak kullanılabilirler.
Development of anticancer drug loaded nanoparticle and in-vitro evaluation
Colorectal cancer is the third most commonly occurring cancer which remains asymptomatic in its early stages, leading to 1.8 million diagnoses per year. If detected at an early stage, it can be treated through chemotherapy, with 5-Fluorouracil being a promising treatment option. However, this medication is accompanied by a significant number of side effects, making the treatment process unpleasant for patients. In this study, 5- FU was loaded into chitosan nanoparticles using an ionic gelation method, with the aim of reducing the drug's side effects and evaluating the cytotoxicity of the prepared nanoparticles. The prepared nanoparticles were characterized in terms of particle size, particle size distribution, zeta potential, morphology, encapsulation efficacy, in-vitro release, and in-vitro cytotoxicity. The nanoparticles were prepared in a pH of 4.5 using a 5:1 chitosan to tripolyphosphate ratio, resulting in a particle size of 217.03 ± 10.41, a PdI of 0.37 ± 0.11, and a zeta potential of 0.02 ± 0.02. The encapsulation efficacy was calculated as 15.69%, with a sustained release profile of approximately 40% over 24 hours. The cytotoxicity analysis showed that 5-FU-loaded chitosan nanoparticles effectively stopped the proliferation of CT-26 colorectal cancer cells with a lower concentration of 5-FU compared to free 5-FU. In conclusion, the prepared nanoparticles exhibit stable, uniform distribution, appropriate particle size, and efficient encapsulation capability. Furthermore, they demonstrate an initial burst release followed by sustained release after 24 hours, making them a promising candidate for the treatment of colorectal cancer with further in-vivo investigations and clinical trials.
Biyotik elisitör uygulamalarının Isatis tinctoria L. kök kültürlerinde kök büyümesi ve alkaloid üretimi üzerine etkileri
Bu araştırma, in vitro koşullarda Isatis tinctoria (çivit otu) bitkisine ait köklere farklı konsantrasyonlarda uygulanan maya ekstraktı, kitosan ve pektin uygulamalarının kök gelişimi ve bitkinin en önemli indol alkaloidleri olan indigotin ve indirubin birikimi üzerine olan etkilerini belirlemek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla 21 günlük çivit otu kök kültürlerine farklı konsantrasyonlarda maya ekstraktı (1, 2, 3 ve 4 g/l), kitosan (100, 150, 200 ve 250 mg/l) ve pektin (%0.5, 1, 2 ve 3) 7 gün boyunca uygulanmıştır. Hasat sonrasında uygulamalara göre kökler, yaş kök ağırlığı, kök büyüme indeksi, kuru kök ağırlığı ile indigotin ve indirubin içerikleri bakımından değerlendirilmişlerdir. Araştırma sonunda, kök büyümesi üzerine kitosan engelleyici etkide bulunurken, maya ekstraktının pozitif etkiler gösterdiği tespit edilmiştir. Diğer taraftan pektin kök büyümesi üzerinde pozitif ya da negatif herhangi bir etkide bulunmamıştır. Maya ekstraktı ve kitosan uygulamaları kontrol ile kıyaslandığında köklerde indigotin birikimini artırırken, indigotin miktarı pektin uygulamaları ile azalmıştır. Maya ekstraktı uygulamaları içinde en yüksek indirubin miktarı 3 ve 4 g/l maya ekstraktı uygulamalarından elde edilmiştir. Bütün kitosan uygulamaları kontrole göre indirubin miktarını artırmıştır. Pektin uygulamalarının indirubin birikimine etkilerinin konsantrasyonlarına bağlı olarak değiştiği ve en yüksek indirubin miktarlarının %0.5 ve 1 pektin uygulamalarından elde edildiği belirlenmiştir. Sonuç olarak, kök gelişimi için 1 g/l maya ekstraktı, indigotin ve indirubin miktarı bakımından da 100 mg/l kitosan, en yüksek değerleri sağlayan en uygun uygulamalar olarak seçilmiştir.
Oksalik asit ve kitosan uygulamalarının biberde verim ve kalite üzerine etkilerinin belirlenmesi
Bu çalışmada, oksalik asit ve kitosan uygulamalarının biberde verim ve kalite üzerine olan etkilerinin ortaya konulması hedeflenmiştir. Bu amaçla, 3 farklı dozda oksalik asit (1, 3 ve 5 mM), 3 farklı dozda kitosan (150, 300 ve 450 ppm) ve kontrol olacak şekilde toplamda 7 uygulama fide dikiminden itibaren 21 gün aralıklarla 3 kez yapraktan uygulanmıştır. Çalışmada oksalik asit ve kitosan uygulamalarının meyve çapı, meyve eti kalınlığı, gövde çapı, b*, C* ve h° ve beta karoten üzerine etkilerinin istatistiki olarak önemsiz olduğu bulunmuştur. Kontrol uygulaması ile kıyaslandıklarında oksalik asit ve kitosan uygulamalarının klorofil, titre edilebilir asitlik, askorbik asit, toplam fenolik ve toplam şeker değerlerini düşürdükleri ya da kontrol uygulaması ile benzer etki gösterdikleri tespit edilmiştir. Çalışmada en yüksek verim değeri 450 ppm kitosan uygulamasında elde edilmesine karşılık diğer uygulamaların da verim değerlerini kontrol uygulamasına göre artırdığı tespit edilmiştir. Meyve sayısı, meyve ağırlığı ve meyve uzunluğu değerleri incelendiğinde en yüksek değerlerin sırasıyla; 450 ppm ve 150 ppm kitosan; 450 ppm kitosan ve 5 mM oksalik asit; 5 mM oksalik asit uygulamalarında yer aldığı saptanmıştır. En yüksek indirgen şeker değeri 300 ppm kitosan uygulamasında tespit edilmiştir. 1 mM ve 3 mM oksalik asit uygulamalarında en yüksek L* değerleri saptanırken; 1 mM, 3 mM oksalik asit ve 150 ppm kitosan uygulamalarında en yüksek a* değerleri elde edilmiştir. Yapılan çalışma sonucunda biber yetiştiriciliğinde yapraktan oksalik asit ve kitosan uygulamalarının olumlu etkileri görülmüş olup özellikle verim parametreleri açısından 450 ppm kitosan dozunun ön plana çıktığı tespit edilmiştir.
Uçucu yağ içeren kitosan bazlı film kaplama formülasyonlarının patatesin tohumluk performansı ile bazı fungal patojenler üzerine etkileri
Bu çalışma, uçucu yağ içeren kitosan bazlı nanoemülsüyon formülasyonlar ile yapılan film kaplama uygulamalarının patateste (Solanum tuberosum L.) bitki gelişimi, yumru verimi ve bazı fungal patojenlere etkilerinin belirlenmesi amacıyla 2023 ve 2024 yıllarında yürütülmüştür. Çalışmada, patates yumrularına kekik (Thymus vulgaris), çörtük (Echinophora tenuifolia subsp. sibthorpiana), karanfil (Syzygium aromaticum), tarçın (Cinnamomum zeylanicum), okaliptüs (Eucalyptus globulus), dereotu (Anethum graveolens), ardıç (Juniperus communis) ve zencefil (Zingiber officinale) uçucu yağlarının farklı doz ve kombinasyonları kullanılarak oluşturulan nanoemülsiyonlar ile film kaplama uygulaması yapılmıştır. Uçucu yağlar ile kitosan'ın patates yumrularında sürgün gelişimine etkileri sera koşullarında, Rhizoctonia solani ve Fusarium solani üzerine antifungal aktiviteleri ise in vitro koşullarda belirlenmiştir. Film kaplama formülasyonlarının patates yumrularının sürgün güçleri ile bitki gelişimine etkileri bitki büyütme kabininde, R. solani ve F. solani üzerine antifungal aktivitleri sera ve tarla koşullarında, yumru verimine etkileri ise arazi koşullarında yürütülen çalışmalarla belirlenmiştir. Uçucu yağ uygulamaları patates yumrularında sürgün gelişimini önemli derecede etkilemiş, en etkili uygulamalar kekik, karanfil, dereotu ve çörtük uçucu yağları olmuştur. In vitro çalışmalarda her iki fitopatojene karşı da en yüksek antifungal aktivite karanfil ve kekik uçucu yağlarından elde edilmiştir. In vivo koşullarda, nanoemülsiyon film formülasyonları F. solani ile enfekteli yumru oranını kontrole göre %88, R. solani ile enfekteli yumru oranını ise %80'e kadar azaltmıştır. Film kaplama uygulamaları ocakta yumru sayısı ve yumru verimini %40, toplam yumru verimini ise %45'in üzerinde artırmış, F. solani ve R. solani ile enfekteli yumru oranını önemli derecede azaltmıştır. Çalışmada, geliştirilen nanoemülsiyon formülasyonların patateste yumru veriminin arttırılması ve fitopatojenlerle doğal mücadele edilmesinde başarılı bir şekilde kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
Jelatin ve kitosan bazlı yenilebilir aktif kaplamanın inci kefali kalitesine etkisinin araştırılması
Bu çalışmada; jelatin ve kitosan bazlı yenilebilir aktif kaplamanın inci kefali kalitesine etkisi incelenmiştir. Aktif bileşen olarak kitosan, biberiye özütü ve biberiye yağı ilave edilmiş 4 farklı kaplama kullanılarak inci kefali filetoları kaplanmış ve örnekler 15 gün boyunca buzdolabı koşullarında (+4°C) depolanmıştır. Depolama süresince belli aralıklarla kimyasal, fiziksel ve mikrobiyolojik kalite parametreleri izlenmiştir. Ayrıca inci kefalinin yağ asidi kompozisyonu ve kaplamaların antioksidan aktivitesi de belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, biberiye özütü ve yağı kullanılan örneklerde peroksit değerinin baskılandığı tespit edilmiştir. Diğer taraftan, serbest yağ asidi ile konjuge dien ve trien değerlerinde büyük değişimler gözlenmiş ancak kaplamalara bağlı anlamlı bir fark belirlenememiştir. Depolamanın ilk günlerinde, aktif bileşen içeren kaplamaların TMA ve TVB-N değerleri üzerine baskılayıcı etkisi belirgin iken, sonraki günlerde söz konusu etki azalmış veya ortadan kalkmıştır. İnci kefali filetosunda başlangıç pH değeri 6.80 olarak belirlenmiş ve depolama boyunca pH değerinde büyük değişiklikler olmuştur ancak, söz konusu değişikliklere kaplamaların etkisi sınırlı olmuştur. Kaplanan filetolarda gözle görülür renk farklılıkları tespit edilmiş ve depolama süresince bu farklılıklar devam etmiştir. Mikrobiyolojik kaliteye ilişkin olarak, TMAB ve PB sayısına bakılmış ve özellikle ilk 7 günde kaplanan örneklerde kontrole göre daha düşük bakteri gelişimi tespit edilmiştir. Bu çalışma kitosan, biberiye özütü ve biberiye yağının balık kalitesi üzerine olumlu etkisini göstermekle birlikte, hangi aktif bileşenlerin hangi polimerlerle hangi konsantrasyonda kullanılacağına ilişkin çalışmalar yapılması gerektiğini ortaya koymuştur.
Yara örtüsü uygulamaları için sentezlenen kitosen/jelatin hidrojelin biyouyumluluk ve biyobozunurluk davranışının istatistiksel olarak değerlendirilmesi
Bu çalışmada, geleneksel yara örtülerine alternatif olabilecek hidrojel hazırlamak için biyouyumlu, biyobozunur ve yeni doku oluşumunu hızlandırma özelliklerinden dolayı kitosan ve jelatin kullanılmıştır. Kitosan, jelatin ve çapraz bağlayıcı miktarının hidrojellerin biyouyumluluğu ve biyobozunurluğu üzerine etkisi istatististiksel olarak değerlendirilmiştir. İstatistiksel çalışma sonucunda belirlenen optimum miktarlara göre hazırlanan hidrojellerde kitosanın molekül ağırlığının biyouyumluluk ve biyobozunurluğa etkisi incelenmiştir. İstatistiksel deneyler Box- Behnken deney tasarım yöntemine göre tasarlanmıştır. Hidrojellerin biyouyumluluğu; şişme oranı, gaz geçirgenliği ve gözeneklilik testleri ile, biyobozunurluğu ise in vitro bozunma ve in vitro enzimatik bozunma analizleri ile izlenmiştir. Analizlerde, insan vücudu kan plazması içeriğine en yakın çözelti olan sentetik vücut sıvısı kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar Design Expert 13 paket programı ile istatistiksel olarak değerlendirilmiş ve her cevap değişkeni için matematiksel model oluşturularak parametrelerin optimum değerleri belirlenmiştir. Bu çalışmada, parametrelerin aynı anda değişmesinin biyomalzemenin özelliklerine olan etkisinin istatistiksel olarak değerlendirilmesi ile çıkan sonuçların biyomedikal uygulamalara katkı sağlayacağı düşünülmektedir.
Toksoplazmozise karşı rekombinant protein antijenleri içeren yeni bir adjuvant sistemi ile aşı geliştirilmesi
Toksoplazmozis, insan ve hayvan popülasyonlarını etkileyen küresel bir sağlık sorunudur. Halihazırda, enfeksiyona karşı etkili bir tedavi bulunmamaktadır. Toksoplazmozise karşı güçlü bir koruyuculuk için parazitin yaşam döngüsünün farklı aşamalarını etkileyen bir aşıya ihtiyaç duyulmaktadır. Bu amaçla rekombinant protein aşıları araştırılmaktadır. Tez kapsamında, enfeksiyonun farklı aşamalarına etkili olan rekombinant BAG1ve GRA1 proteinleri, yeni geliştirilmiş kitosan ve Salmonella Typhi porinlerinin kombinasyonundan oluşan mikro- ve nanopartiküler adjuvant sistemleri ile kombine edilerek etkililiği ve koruyuculuğu yüksek bir aşı formülasyonunun geliştirilmesi hedeflenmiştir. Geliştirilen aşı sistemi karakterize edildikten sonra, BALB/c farelerde immünizasyon ve koruyuculuk çalışmaları gerçekleştirilmiştir. 21 gün arayla iki kez aşılama yapıldıktan sonra, hücresel (IFN-g ve IL-4) ve humoral yanıtlar (IgG, IgG1, IgG2a) incelenmiştir. İkinci aşılamadan üç hafta sonra fareler, oral gavaj yoluyla virülan T. gondii PRU suşunun 7-8 canlı doku kisti ile enfekte edilmiştir. Adjuvant varlığında, makrofajlar tarafından artmış hücresel alım, hücresel (IFN-g ve IL-4) ve humoral (IgG, IgG1, IgG2a) yanıtlar ve yüksek koruyuculuk elde edilmiştir. Nanopartiküler adjuvant sistemle karşılaştırıldığında, mikropartiküler adjuvant sistem ile elde edilen etkililik ve koruyuculuk daha yüksek bulunmuştur. Rekombinant proteinlerin kombinasyonu tek başına uygulandığında Th2-baskın immün yanıtı uyardığı, adjuvant sistem ile ise Th1-baskın immün yanıtı uyardığı bulunmuştur. Tez çalışmalarının sonucunda, T. gondii'ye karşı yeni adjuvant sistemlerin varlığında immün yanıtı artıran ve koruyuculuğu yüksek bir aşı sistemine başarıyla ulaşıldığı gösterilmiştir.Rekombinant BAG1 (bradizoitler tarafından eksprese edilir) ve rekombinant GRA1 (takizoitler ve enkiste bradizoitler tarafından eksprese edilir) toksoplazmozisin teşhis ve tedavisi için kullanılmaktadır. Tez danışmanı Şenel ve ekibi, porin içeren kitosan mikro ve nanopartiküllerden oluşan adjuvant sistemler geliştirilmiş ve geliştirilen sistemlerin adjuvant özellikleri in vitro ve in vivo olarak gösterilmiştir (TÜBİTAK-CONACYT İkili İşbirliği Projesi- 215S995). Bu tezde amacımız, toksoplazma enfeksiyonunda potansiyel altbirim aşı antijenleri olan rBAG1 ve rGRA1 kombinasyonunu kullanarak, geliştirmiş olduğumuz yeni adjuvant sistemlerinin aktivitesini in vitro ve in vivo olarak incelemektir.
Kök kanal tedavisinde kullanılan nanopartikül içerikli irrigasyon protokolünün dentinin fiziksel ve mekanik özelliklerine etkisi
Bu çalışmanın amacı kitosan nanopartikülleri (KNP) kullanımını ve genipin (GE) ile çapraz bağlamayı içeren final irrigasyon protokollerinin, enzimatik çözünmeye karşı, dentininin mikrosertliği, yüzey özellikleri ve kimyasal yapısı üzerindeki etkilerini araştırmaktır. KNP iyonik jelasyon yöntemi ile sentezlendi ve stabilitesi partikül boyutu, polidispersitesi ve zeta potansiyeli ölçülerek değerlendirildi. Doksan adet çekilmiş tek köklü dişin kök kanalları şekillendirildi ve sodyum hipoklorit (NaOCl) ile irrige edildi. Dentin diskleri elde edildi ve mikrosertlik (n=15), ATR-FTIR (n=5) ve SEM/EDS (n=6) analizlerinde kullanılmak üzere gruplara ayrıldı, ve aşağıdaki solüsyonlarda bekletildi: (1) NaOCl+Etilendiamintetraasetik asit (EDTA), (2) NaOCl+KNP, (3) NaOCl+EDTA+KNP, (4)NaOCl+KNP+GE, (5)NaOCl+EDTA+KNP+GE veya (6) distile su. Örneklerin başlangıç ve irrigasyon protokolleri sonrası dentin mikrosertliği ölçüldü. ATR-FTIR ve SEM/EDS analizleri, irrigasyon protokolleri uygulandıktan sonra gerçekleştirildi. Tüm analizler, disklerin 24 saat kolajenaz solüsyonunda bekletilmesinden sonra tekrarlandı. Verilerin istatistiksel analizleri yapıldı (p=0,05). Kolajenaz uygulaması sonrasında, final irrigasyon sonrasına göre, NaOCl+EDTA+KNP+GE grubu hariç, tüm gruplarda dentin mikrosertliği azaldı (p<0,05). NaOCl+EDTA+KNP ve NaOCl+KNP+GE gruplarının kolajenaz uygulaması sonrası mikrosertlik değerleri, başlangıç değerlerine benzerdi (p>0,05). Kolajenaz sonrası, Amid III/PO4-3 oranında NaOCl+EDTA+KNP, NaOCl+KNP+GE ve NaOCl+EDTA+KNP+GE gruplarında önemli bir değişim oluşmazken (p>0,05), diğer gruplarda azalma oldu (p<0,05). Kolajenaz, gruplardaki CO3-2/ PO4-3 oranında bir değişime yol açmadı (p>0,05). Kolajenaz öncesi ve sonrasında, gruplarda elemental düzeyde önemli bir değişim görülmedi (p>0,05). Kök kanal tedavisinin final irrigasyon protokolünde KNP ve GE kullanımı, enzimatik çözünmeye karşı dentinde olumlu etkiler oluşturması nedeniyle önerilebilir.
Üçlü-faz ayırma tekniği ile saflaştırılan selülazın enkapsülasyonu, karakterizasyonu ve ın vitro kullanılabilirliği
Bu tez çalışmasında, ticari arenada sıklıkla kullanılan Trichoderma reesei selülazının üçlü-faz ayırma (TPP) metodu ile saflaştırılması ve kalsiyum aljinat jelde enkapsülasyonu çalışılmıştır. Bu iki temel deneme tüm değişkenleriyle optimize edilmiş ve sonuçta hem saflaştırma hem de enkapsülasyon çalışmaları için optimum koşullar belirlenmiştir. T. reesei selülazının saflaştırılmasında ideal TPP koşulu; %50 (w/v) amonyum sülfat doygunluğu, 1:1 (v/v) enzim: t-bütanol oranı, pH 4,5 ve 0,1 mg protein olarak belirlenmiştir. Optimum koşullarda selülaz enzimi, %113 aktivite verimi ve 1,42 saflaştırma katı ile başarı ile saflaştırılabilmiştir. Enkapsülasyon çalışmaları neticesinde ise ticari selülaz enziminin immobilizasyonu için optimum koşullar; 0,5 mg enzim (protein miktarı) ve %2 (w/v) aljinat, %0,5 (w/v) kitosan içeren 0,15 M CaCl₂, 3 saat immobilizasyon, %2,0 (v/v) glutaraldehit ile 2 saat çapraz bağlama olarak belirlenmiştir. Bu optimum koşullarda Selülaz enzimi %53 aktivite verimi ile başarı ile immobilize edilmiştir. TPP orta fazında deriştirilen selülaz enzimi ise belirlenen optimum koşullarda %10 aktivite verimi ile immobilize edilebilmiştir.
A-Galaktozidaz yüklü mikropartiküller: sentez, karakterizasyon ve In vitro salım çalışmaları
Enzimler uzun zamandır çeşitli endüstriyel sektörlerde kullanılmaktadır. Biyorafineride yenilenebilir malzemeleri kullanmak üzere son yıllarda artan ihtiyaç ve ilgi, enzimlerin endüstriyel uygulamasına daha fazla dikkat çekmiştir. α-Galaktozidaz (α-D-galaktozid galaktohidrolaz, EC 3.2.1.22), hem basit hem de kompleks oligosakkaritlerin terminal α-galaktozil kısımlarının hidrolizini katalize eden glikozid hidrolaz enzim grubudur. α-Galaktozidazlar doğada yaygın halde bulunur. Enzimlerin immobilizasyonu, temel olarak enzim maliyetlerinin işlem ekonomisi üzerindeki payını en aza indirmek amacıyla, enzimin birçok kez tekrar kullanılmasını mümkün kılan yaygın bir uygulamadır. İmmobilize edilmiş bir enzimin kullanımı ayrıca genellikle alt akım işlemini kolaylaştırır, çünkü ortamdan kolayca uzaklaştırılabilir. Enzimler ve destek taşıyıcıları arasındaki etkileşim düşünüldüğünde, enzim immobilizasyon yöntemleri fiziksel yöntemler ve kimyasal yöntemler olarak sınıflandırılabilir. Adsorpsiyon ve tutuklama, enzimler ve destek taşıyıcıları arasında kovalent etkileşimlerin olmadığı fiziksel yöntemlere dahil edilirken, kovalent bağlanma ve çapraz bağlanma kimyasal yöntemlere aittir. Bu projede, mısır unundan izole edilen ve gradient amonyum sülfat çöktürmesi ile kısmi olarak saflaştırılan -galaktozidaz enzimi tutuklama yöntemi ile kalsiyum aljinat-kitosan mikropartiküllerde immobilize edildi. Bu amaçla, mikropartiküllerin sentezi, karakterizasyonu ve son aşamada da in vitro ortamda salım çalışmaları gerçekleştirildi. İmmobilize enzim preparatının hazırlanması için belirlenen optimum koşullar; 0.1 mg protein, % 3 (w/v) aljinat, 0.15 M CaCl2, % 0.5 (w/v) kitosan, 1 saat çalkalama, %0.05 (v/v) glutaraldehit ve 1 saat inkübasyon olarak belirlenmiştir. Optimize edilen koşullarda hazırlanan immobilize ve serbest α-galaktozidaz enzimlerinin karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Serbest ve immobilize enzim için optimum sıcaklık 40°C olarak belirlenmiştir. Termal kararlılık denemesinde serbest enzim 60°C, immobilize enzim ise 70°C sıcaklıkta hala aktivitesinin %50' sini korumuştur. Optimum pH değeri serbest ve immobilize enzimler için sırasıyla pH 4.5 ve 5.5 olarak bulunmuştur. Serbest enzim pH 3.0 – 6.5 aralığında aktivitesinin %80'inden fazlasını korurken, immobilize enzim pH 4.5 – 6.0 arasında aktivitesinin %70' den fazlasını korumuştur. Tekrar kullanılabilirlik denemesinde immobilize enzim 2 kere kullanılabilmiştir. İmmobilize enzim için in vitro ortamda salım çalışması yapılmıştır.
Polimerik misel içeren ilaç taşıyıcı sistemlerin dermal formülasyonlarının doku onarımı üzerine etkilerinin incelenmesi
Yaralar günümüzde hala tamamen geçici değildir. Diyabetik yaralar, bası yaraları, yanık yaraları günümüzde en zor iyileşen yara tipleridir. Bu nedenle bilim dünyası bu konudaki araştırmalarını devam ettirmektedir. Bu amaçla, bilindiği üzere 2. ve 3. derece yanıklarda enfeksiyon önleyici özelliği olan gümüş sülfadiazin antibakteriyel etkin maddesi ve biyopolimer olan kitosan kullanılarak doğrudan ekleme yöntemi ile polimerik miseller oluşturulmuştur. Kitosan, etkin madde yükleme kapasitesini arttırmak için depolimerize edilmiştir. Oluşturulan polimerik miseller dondurarak kurutma yöntemi ile liyofilize edilmiştir. Jel olusturmak için noniyonik, hidroksipropil metilselüloz polimeri kullanılmıştır. Oluşturulan jel formülasyonunun içerisinde liyofilize polimerik misel disperse edilmiştir. Böylelikle, polimerik misel içeren jel formülasyonu elde edilmiştir. Depolimerize edilen kitosanın karakterizasyonu için, molekül ağırlığı ve elementel analiz yapılmış, elementel analizden elde edilen bilgiler yardımıyla deasetilasyon derecesi hesaplanmıştır. Aynı zamanda hazırlanan liyofilize polimerik misellerin miktar tayini, partikül boyutu ve dağılım analizi, mikroskobik incelemesi, hazırlanan jel formülasyonlarının ise; reolojik özellikleri, in vitro ilaç salım çalışması, antibakteriyel aktivite gibi karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır.
Modification of biopolyelectrolytes for bioadhesive applications
Biomimetic research on the development of bioadhesives mimicing the adhesive proteins secreted by blue mussels have become very popular in the recent years. The most important feature of the adhesive proteins is that they can stick to any type of surfaces in dry or wet environment. Furthermore, these proteins can preserve their bulk adhesive properties over time in the presence of water in which most adhesives fail to manage. 3,4-dihydroxy-L-phenylalanine (L-DOPA) is an aminoacid found in the adhesive proteins of marine mussels. L-DOPA is the most abundant molecule at the interface of adhesion and the catechol group of DOPA is believed to be the key funtional group in mussel attachment. There have been numerous studies on catechol functionalization of polymers to mimic the adhesive feature of mussel adhesive proteins. However, the advantage of our method is that the polymers were modified by forming strong amide bond, which is more stable against hydrolysis, using catechol containing molecules.In this study, the catechol modification of two biopolyelectrolytes; hyaluronic acid (HA) and chitosan (CHI) with L-DOPA-Methyl ester and 3,4-dihydroxyhydrocinnamic acid (DOHA), respectively, was achieved via carbodiimization of active esters. The modification was confirmed with 1H-NMR analysis, UV spectroscopy and gelation with periodate. The degrees of modification (% by mole) of polymers were calculated by UV-Vis spectroscopy. Potentiometric titrations were also carried out to investigate the effect of modification on pKa of biopolymers. Higher pKa values of modified polymers than that of unmodified ones also confirmed the modification.
Kitosan benzoiltiyoüre türevleri ve komplekslerinin sentez ve karakterizasyonu
Bu çalışmada, ilk olarak benzoil izotiyosiyanatın p-toluidin ve p-kloroanilin ile reaksiyona sokulmasıyla Benzoil-3-(4-metilfenil)tiyoüre (B1) ve Benzoil-3-(4-klorofenil)tiyoüre (B2) bileşikleri elde edilmiştir. Sonra, kitosan (CS) üzerindeki hidroksit gruplarının metilkarboksil gruplarına oksidasyonu ile O-metilkarboksil kitosan (CM-CS) elde edilmiştir. Daha sonra, karbonil grupları içeren N-aril-N'-benzoiltiyoüre bileşiklerinin karboksimetil kitosanın amin grupları ile kondenzasyon reaksiyonu sonucu yeni kitosan Schiff bazı türevi ligandlar (HL1 ve HL2) sentezlenmiştir. Bu polimerik ligandların bakır tuzları ile reaksiyonu sonucu yeni polimerik kitosan bakır(II) kompleksleri [CuL1,2(H2O)CH3COO] sentezlenmiştir. Sentezlenen maddelerin yapıları FT-IR, manyetik duyarlılık gibi çeşitli fizikokimyasal ve spektroskopik yöntemler kullanılarak aydınlatılmıştır. Kitosan, O-karboksimetil kitosan Schiff bazı türevi ligandlar ve bakır(II) kompleksleri arasındaki yapısal morfolojik farklar, bu bileşiklerin SEM-EDAX tekniği ile incelenen yüzey morfoloji çalışmalarıyla desteklenmiştir. Yüzey taraması sonucunda, kitosan yüzey yapısının elde edilen bileşiklerinkinden daha pürüzsüz olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca sentezlenen kitosan türevi ligand ve komplekslerin termal davranışları TG/DTA yöntemi ile belirlenmiştir.
Kitosan nanolifleri üzerine β-galaktosidaz immobilizasyonu
Enzymes are biocatalysts which offer a wide variety of specific functions. Large amounts of enzymes are used in native forms at industrial scale. Use of free enzyme means one-time application with no chance of recovery and reusability. Additionally free enzymes show low stability in harsh processing environments. They are sensitive to changing processing conditions such as pH and temperature change. Immobilized enzymes serves some opportunities for recovery and multiple use of enzymes providing higher stability and selectivity. Enzyme immobilization is defined as the attachment of a free enzyme on a carrier (supporting) surface which restricts or prevents the mobility of the enzyme. Immobilization technique was started to be used in 1916. The studies showed that immobilization facilitates higher stability in challenging processing conditions. In the following years, the performance of immobilized enzyme was studied to improve it. It was discovered that performance of the immobilized enzyme is highly dependent on the surface characteristics and binding methods. Afterwards, novel carrier materials and methods were studied. Inorganic or organic, hydrophilic or hydrophobic, porous or nonporous features of the carrier has altered the interaction of the enzyme with the surface. It affected the activity and the stability of the immobilized enzyme. With development of nanofibers it was found that nanomaterials has a promising potential as carrier surfaces due to their high surface area. The change of some biological and chemical characters in nanoscale compared to the macro or micro scales, pointed out that nanomaterials nano-materials can be utilized in broad range of applications. Nanotechnology involves production of materials, devices or a system in the range of 1 to 100 nm. Nanosheets, nanoparticles, nanotubes, nanofibers are examples of nanostructures. Among these, nanofibers has attracted the most attention due to their high surface to volume ratio, simple and cost-effective production, easily modifiable surface properties. The most preferred method is electrospinning for production of nanofibers. Electrospinning system consists of a high voltage power supply, pump, syringe and a collector plate. The polymer is dissolved in a suitable solvent and located on the pump in a syringe. The power supply gives a charge to the system which creates an electrical field between the capillary of the syringe and the collector plate. With the pump the solution is fed with a definite rate to the electrical field and collected on the collector plate. In this study nanofibers were fabricated using electrospinning, which is a simple and cost effective technique. The polymer was preferred as chitosan which is a non-toxic, biocompatible, biofunctional material. Since the type of solvent changes the solubility of polymer hence structure of the nanofiber, acetic acid, trifluoroacetic acid (TFA) and dicloromethane (DCM) were studied. The best solubility was observed for the solution of TFA and DCM. A solution of TFA and DCM was prepared in the ratio of 70:30. Chitosan was dissolved in TFA-DCM solution at 3% concentration. Chitosan nanofibers were fabricated at 25 kV with feed rate of 0.4 ml/h. Distance of the plate from needle was changed between 10 and 15 cm. β-galactosidase was preferred for immobilization, since it is one of the mostly used enzymes in food industry. It is used for degradation of lactose into glucose and galactose. Unlike chitosan, chitosan nanofibers are water soluble. Because of that, chitosan nanofibers reqiure to be functionalized to become insoluble and active by a coupling agent. Glutaraldehyde (GA) was used as functionalizing agent at concentration of 4%. Chitosan nanofibers were treated in GA and with GA vapor. After functionalization, chitosan nanofibers were incubated in enzyme solutions with different enzyme concentrations. The enzyme immobilization efficiency, reusability and thermal stability were measured by simply measuring the activity of enzyme solutions by use of a spectrophotometer. Assays were conducted by comparing the activities of free and immobilized β-galactosidase. The activity was determined by use of a substrate o-Nitrophenyl ß- D – Galactopyranoside (ONPG) which gives a colorful product after hydrolzed by β-galactosidase. A successful enzyme loading efficiency was obtained up to 69±20%. The immobilized and the free β-galactosidase showed highest activity at 50 °C. The activities at 50 °C were considered as 100% activity to observe the percental change in activity clearly. The activities of the immobilized and free enzyme decreased when the temperature was increased up to 90°C. At 70°C the activity of the free enzyme decreased sharply to 31±0.01% as the activity of the immobilized enzyme was lowered to 73.5±0.1%. After 10 cycles of use of immobilized β-Galactosidase at 40°C, 68±26% of the enzyme activity was retained. These results was found to be promising when compared with the data from literature. The reusability of chitosan nanofibers can be improved by production of magnetic chitosan nanofibers in further studies. It should be taken into consideration that nanomaterials have different chemical and physical characteristics compared to their macro and micro size. The results of intake of nanofibers into the body is not known for certain. For use of nanofibers in food applications, toxicological studies and regulations are required.
Kitosan ve grafen oksit-kitosan kompozit malzemeye sulu ortamda boyar madde adsorpsiyonunun kinetik modellemesi
Su kirliliğinin büyük çoğunluğu atık sulara karışan boyalar nedeniyle oluşmaktadır. Günümüzde atık suların temizlenmesi için birçok fiziksel, biyolojik, kimyasal yöntemler kullanılabilmektedir. Adsorpsiyon sulardan boyaların çekilmesi için başvurulan yolların başında gelmektedir. Bu çalışmada kitosan biyofilmler adsorban, piranin sudan çekilecek örnek boyar madde olarak seçilmiştir. Piranin floresan özellikte bir boyar maddedir. Piranin üzerinde üç tane sülfo (-SO3H) grubu ve bir hidroksil (-OH) grubu taşımaktadır. Anyonik karakterli olan bu boya, suda kolayca çözünebilmektedir. Tez çalışmasında adsorpsiyon deneyleri, deney ortamının sürekli izlendiği (in situ) floresans tekniği kullanılarak gerçekleştirileceğinden; piraninin ifade edilen özellikleri de değerlendirilerek adsorbat olarak kullanımı uygun bulunmuştur. Adsorpsiyon deneylerinde kullanılan tüm kitosan filmler, kitosanın %1 (w/v) konsantrasyon oluşturacak şekilde %1 (v/v)'lik asetik asit içerisinde çözünmesiyle hazırlanmıştır. Filmlerin sulu ortamda yapılan adsorpsiyon deneylerinde uzun süre dayanımını sağlamak, aynı zamanda mekanik direncini artırmak amacıyla toksik olmayan iyonik çapraz bağlayıcılar seçilmiştir. Kitosan filmler kitosanın pozitif amin grupları ile etkileşecek tripolifosfat (TPP), sitrat ve sülfat anyonlarıyla iyonik çapraz bağlanmıştır. %1 (w/v)'lik çapraz bağlayıcı çözeltilerinde, filmlere eşit sürede olmak üzere 1 saat çapraz bağlama yapılmıştır. Üç farklı iyonik çapraz bağlanmış kitosan filmlere sulu ortamda piranin adsorpsiyonu yapılmış; sonuçlar adsorpsiyon kinetik modellemelerinden yalancı birinci derece ve Elovich kinetik modellerine uygulanmıştır. Kinetik modellemelerden elde edilen adsorpsiyon hız sabitleri bağıl karşılaştırıldığında, kitosan filmler için en hızlı adsorpsiyonun sodyum sülfat çapraz bağlayıcı ile gerçekleştiği görülmüştür. Piraninin sulu ortamdan en yüksek çekilme yüzdesi de sodyum sülfatla çapraz bağlanmış filmlerle gerçekleşmiştir. İkinci aşamada, kitosan filmlere iyonik çapraz bağlayıcı seçilen sodyum sülfatın değişen oranlarının, piranin adsorpsiyon kinetiğini nasıl etkileyeceği incelenmiştir. Sodyum sülfatın çapraz bağlayıcı çözeltisindeki miktarı %1-5-15-20 şeklinde artırılmıştır. Farklı oranlardaki sodyum sülfat çözeltilerinde çapraz bağlanan kitosan filmlerin piranin giderme deneylerinin verilerine, yalancı birinci derece ve Elovich kinetik modellemeleriyle birlikte, parçacık içi difüzyon modeli de tatbik edilmiştir. Katsayılar arasındaki değişim her üç modelde de benzerdir; fakat regresyon değerleri göz önünde bulundurularak, adsorpsiyona en iyi uyumlu yalancı birinci derece modeli üzerinden karşılaştırma yapılmıştır. Sodyum sülfatın çapraz bağlanma çözeltisindeki miktarı artıkça piranin adsorpsiyon hızının yavaşladığı görülmüştür. Çalışmanın son basamağında kitosan filmlere grafen oksit ilavesiyle kompozit malzeme hazırlanmış ve sulu çözeltiden piranin boyasını çekme kabiliyeti gözlenmiştir. Grafen son yıllarda pek çok uygulama için kompozit malzemelerin üretilmesinde kullanılmaktadır. Tek tabaka karbon atomlarından oluşan grafenin oksitlenmiş hali grafen oksit, suda disperse edilebilmektedir. Kitosan hidrojel filmleri, kitosan çözeltilerinin 40-120 µg/mL arasında farklı grafen oksit miktarıyla katkılandırılmasıyla hazırlanmıştır. Kompozit filmler %1'lik sodyum sülfat çözeltisi ile çapraz bağlanmıştır ve filmlere sulu çözeltide piranin tutma deneyleri yapılmıştır. Grafen oksit katkısının 60 µg/mL'ye kadar adsorpsiyon hızını ve tutunma yüzdesini artırdığı, daha fazla ilavelerde azalttığı gözlenmiştir.
Burundan beyne ilaç uygulamaları için ilaç taşıyıcı sistemlerin geliştirilmesi ve in vitro değerlendirilmesi
Bireyin hayat kalitesini düşüren, hem duygu ve düşünce hem de davranış bozukluklarına yol açan bir duygu bozukluğu olan depresyon dünya çapında yaklaşık 265 milyon insanı etkileyen bir hastalıktır. Depresyon tedavisine yönelik ilaçların çoğu, çeşitli mekanizmalarla sinapslarda monoaminlerin kullanılabilirliğini artırmaktadır. Bununla birlikte, antidepresanların terapötik etkinliği, beyindeki etki bölgesinde sürekli ve uzun süreli mevcudiyetlerine bağlıdır. Günümüzde antidepresanlar genellikle oral yol ile kullanılmaktadır. Ancak istenen etkiyi elde etme yolunda birçok engele sahiptir. Bunlar; düşük emilim, karaciğerden ilk geçiş etkisine bağlı zayıf biyoyararlanım, ilaç toksisitesi ve doza bağlı yan etkileri içermektedir. Ayrıca depresyon hastalarının tedavi süreçlerinde başarısızlığın bir diğer sebebi de ilaçların merkezi sinir sistemine iletilmesini önleyen kan beyin bariyerinin varlığıdır. İntranazal uygulamalar, tüm bu zorlukların aşılmasında etkili ve uygulanabilir bir alternatif olarak düşünülmektedir. Burundan beyne doğrudan hedeflendirilen nanopartiküler ilaç taşıyıcı sistemler etkin maddenin hedef bölgeye doğrudan hızlı bir şekilde iletilmesini ve dolayısıyla bu hastalıkların tedavisinde etkinliğin artırılmasını sağlamaktadır. Bu tez çalışmasında; model bir etkin madde olarak seçilen, selektif serotonin geri alım inhibitörü olan paroksetinin, lipid-polimer bazlı nanopartiküler ilaç taşıyıcı sistemleri hazırlanmıştır. Hazırlanan formülasyonların karakterizasyonu, stabilitesi ve in vitro salım özellikleri tayin edilerek optimum formülasyonlar belirlenmiştir. Saf etkin madde ve seçilen paroksetin içeren nanopartiküllerin sitotoksik etkileri ve permeabiliteleri Caco-2 hücre hattı üzerinde gerçekleştirilen hücre kültürü çalışmaları ile değerlendirilmiştir.
Elektropüskürtme yöntemi ile gıda teknolojisinde kullanım potansiyeline sahip nanopartikül üretimi
Doğal koruyucular arasında uçucu yağlar, gelişmiş biyolojik özellikleri nedeniyle sentetik gıda katkı maddelerinin ideal bir alternatifi haline gelmiştir. Öte yandan, uçucu yağların çevresel etkenlerden etkilenmeleri, duyusal özelliklerinde istenmeyen etkilere sahip olmaları ve uçuculukları gibi çeşitli kısıtlamalar gıdalarda kullanımlarını zorlaştırmaktadır. Bu nedenle uçucu yağların korunması, salınımlarının iyileştirilmesi, kararlılıklarının ve biyoyararlınımlarının arttırılması için kapsülleme teknolojileri kullanılmaktadır. Tez çalışması kapsamında elektropüskürtme yöntemi kullanılarak defne uçucu yağı yüklü kitosan nanopartikülleri üretilmiştir. Yapılan ön deneme çalışmaları sonucunda optimum çözelti ve işlem parametreleri belirlenmiştir. Farklı voltaj, mesafe ve uçucu yağ konsantrasyonunun nanopartiküller üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çözelti karakterizasyonları incelendiğinde elektriksel iletkenlikteki düşüşün ve viskozitedeki artışın partikül çapını arttırdığı gözlemlenmiştir. Nanopartiküllerin Alan Emisyonlu Taramalı Elektron Mikroskobu (FE-SEM), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopi (FTIR), Termogravimetrik Analiz (TGA), Diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC), toplam fenolik madde, DPPH (2,2 Difenil-1-pikrilhidrazil) ve ABTS (2,2'-Azino-bis(3-etilbenzotiyazolin-6-sülfonik asit)) antioksidan aktivite analizleri gerçekleştirilmiştir. Partikül morfolojilerinin küresel formda olduğu ve ortalama çaplarının 105 nm ile 155 nm aralığında değişkenlik gösterdiği belirlenmiştir. Uçucu yağ konsantrasyonunun artması ile ortalama partikül çapı artmıştır. FTIR sonuçları, defne uçucu yağı ve kitosan nanopartikülleri arasında olumlu bir etkileşim olduğunu, TGA ve DSC sonuçları ise kapsüllenmiş uçucu yağın termal stabilitesi ve salınımı ile uçucu yağın nanopartikül içerisinde başarılı bir şekilde kapsüllendiğini doğrulamaktadır. Nanopartiküllerin toplam fenolik madde içeriği ve antioksidan aktivitesi uçucu yağ konsantrasyonu ile doğru orantılı şekilde artmıştır. Sonuç olarak defne uçucu yağı, kitosan nanopartikülleri içerisinde başarılı bir şekilde kapsüllenmiş olup gıda ürünlerinde doğal bir koruyucu olarak kullanılabileceği düşünülmektedir.
Kitosan tekstil kompozitli ve elektrostimülasyon ile güçlendirilmiş yara örtüsü tasarımı
Dekübit ülserleri, günlük hayat üzerine doğrudan etkisi olan ve tedavi süreci uzun soluklu bir hastalıktır. Dekübit ülser tedavisinin temel taşı, basıncı azaltmak veya ortadan kaldırmaktır. Bu çalışmada, iyileşme sürecini hızlandırmayı ve dekübit ülserinin gelişimini azaltmayı amaçlayan bir yara örtüsü sistemi geliştirilmiştir. Bu çalışma kapsamında, iki farklı tedavi yaklaşımı bir araya getirilerek yeni bir sistem geliştirilmiştir. Bu sistem, kitosan ve gliserol karışımı ile kaplanmış spacer kumaş ve elektrostimülasyon cihazından oluşmaktadır. Çalışma kapsamında kitosan ve kitosan/gliserol karışımı polyamid (PA) ile polyester (PES) spacer kumaşlara, emdirme işlemi, baskı işlemi ve laboratuvar ortamında daldırma işlemleri ile uygulanmıştır. Elde edilen spacer kumaşlar, bırakılma ve aplikasyon miktarı, elastikiyet, antimikrobiyal aktivite ve elektrostimülasyon sisteminin performansı ile değerlendirilmiştir. Çalışma kapsamında elde edilen kitosan içeren spacer kumaşlar, iyi bir antimikrobiyal etki göstermiştir. Gliserol içeren spacer kumaşların diğer üretilen kumaşlara göre, aplike edilen ve bırakılan miktar değerlerinin daha iyi olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca gliserolün, spacer kumaşların şişme kabiliyetini ve emilim özelliğini arttırdığı ve aynı zamanda kumaşa plastisite kazandırarak, esnek bir yapı elde edilmesine yardımcı olduğu belirlenmiştir. Bununla birlikte Howland devresi kullanılarak bir elektrostimülasyon sistemi geliştirilmiştir. Devrenin simülasyonu gerçekleştirilmiş ve bir prototip oluşturulmuştur. Devrenin performansı, simülasyondan ve prototipten elde edilen çıkış sinyallerinin genlik ve frekans değerleri karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Tasarlanan devre, ayarlanabilir frekans aralığı 0 ila 100 Hz arasında olan ve 1 mA'e kadar bir akım sinyali üretebilme kapasitesine sahiptir. Çalışma sonucunda tasarlanmış sistemin, dekübit ülseri tedavisi ve yönetimi alanında daha etkili ve kapsamlı bir yaklaşım geliştirilmesine olanak tanıyarak hem hastaların yaşamını olumlu yönde etkileyeceği hem de sağlık sektörüne önemli katkılar sağlayacağı gösterilmiştir.
Titanyum plakaların kaplanması için antibakteriyel biyomalzemelerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
İmplantasyon sonrası oluşabilecek bakteriyel enfeksiyonlar ve biyofilm yapılar, implantların başarısını ve hasta sağlığını ciddi şekilde tehdit etmektedir. Bu tez çalışmasında, implant yüzeylerinde enfeksiyon riskini azaltmak ve biyouyumluluğu artırmak amacıyla, titanyum (Ti) yüzeylerin antibakteriyel biyomalzemelerle kaplanması planlanmıştır. Bu doğrultuda, çalışmada kitosan temelli bir biyopolimer matris içerisine antibakteriyel özellikleriyle bilinen gümüş nitrat (AgNO₃) ve nano çinko oksit (nZnO) ile osteojenik etki sağlaması amacıyla nano hidroksiapatit (nHAp) eklenerek kaplama çözeltileri hazırlanmıştır. 1x1 cm boyutlarındaki Ti plakalara belirli oranlarda hidrojen florür (HF) ve nitrik asit (HNO3) kullanılarak kimyasal dağlama işlemi yapılmıştır. Ardından, Ti yüzeylerde hidroksil gruplar (-OH) oluşturmak amacıyla alkali işlem yapılmış ve yüzeyler oksitlendirilmiştir. Sonrasında yüzeylerde amino gruplarının (-NH2) oluşması için APTES ((3-Aminopropil)trietoksisilan) uygulanmış ve yüzeyler silanize edilerek çapraz bağlanmaya hazır hale getirilmiştir. Çözeltiler, sol-jel yöntemiyle hazırlanmış, ardından Ti plakalar daldırma yöntemiyle kaplanarak oda sıcaklığında kurutulmuştur. Numunelerin karakterizasyonları Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Enerji Dağıtıcı X-ışını Spektrometresi (EDS) yöntemleriyle gerçekleştirilmiştir. Numunelerin antibakteriyel etkinliği disk difüzyon testi ve antibiyofilm analizleriyle, biyouyumlulukları ise L929 hücre hattında yapılan sitotoksisite ve yara iyileşme testleriyle değerlendirilmiştir. FT-IR analizleri, APTES uygulaması sonrası yüzeylerde (-OH) ve (-NH₂) gruplarının varlığını doğrulayarak yüzey modifikasyonunun başarılı olduğunu göstermiştir. SEM ve EDS analizleri, kaplamaların Ti yüzeyine başarılı bir şekilde tutunduğunu ve katkı maddelerinin kitosan matrisi içerisinde homojen dağıldığını göstermiştir. Antibakteriyel test sonuçları yüksek katkı maddesine sahip numunelerin daha yüksek antibakteriyel etki gösterdiğini ve özellikle gümüşün güçlü antibakteriyel etkisini ortaya koyduğunu göstermiştir. Hücre kültürü testlerinde ise düşük katkı içeren numuneler, daha düşük toksisite göstermiş ve yara iyileşme kapasitesi en yüksek numuneler olarak değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, geliştirilen biyopolimer kaplamalar hem antibakteriyel hem de biyolojik performans açısından başarılı sonuçlar vermiş olup Ti implant yüzeyleri için biyouyumlu ve enfeksiyon riskini azaltacak kaplamaların geliştirilmesi konusunda önemli katkılar sunmuştur. ANAHTAR KELİMELER: Titanyum, antibakteriyel aktivite, kitosan, gümüş nitrat, çinko oksit
Biomedical applications of sharkskin mimicked polymeric membranes
Infection is one of the biggest challenges of implantable biomaterials. The difficulty of eliminating implant-associated infection imposes a huge burden on the patient's life quality aside from the considerable financial cost of the treatment. Thus, effective approaches must be explored to design biomaterials with enhanced antibacterial activity. Sharks have been investigated via biomimetic and bioinspiration approaches and discoveries have shown that sharkskin possesses antibacterial effects due to the reduced drag force on the skin whilst swimming which is because of their skin's surface microstructure. In this thesis the antibacterial properties of sharkskin mimicked polymeric membranes in static conditions, with and without the aid of antibacterial and bactericidal chemicals was studied. The aim was to understand the adhesion behavior of both bacteria and mammalian cells onto the biomimicked polymeric membranes and how the surface topography affected these properties. Moreover, the impact of surface topography on drug release and bactericidal activity of these membranes was investigated by examining the physicochemical, antibacterial, and cytocompatibility properties of fabricated membranes. In vitro experiments were conducted to evaluate cellular responses of mammalian cells along with bactericidal properties using human keratinocyte (HaCaT), mouse fibroblast (L929), and human dermal primary fibroblast (HDFa) cell lines as model cells and Gram-negative Escherichia coli and Gram-positive Staphylococcus aureus bacterial strains as model bacteria species. The results presented in this thesis show that sharkskin polymeric membranes have great potential for reducing bacterial biofilm formation most probably via preventing bacterial adhesion. Also, the cell adhesion on these membranes can be enhanced via chemical modifications.
Investigating bacterial adhesion behaviour on bone surface mimicked chitosan membranes
An extremely serious post-op consequence of orthopedic replacement surgery is infection, which is currently challenging to treat with antibiotics. According to data, prosthesis infections correlate with biofilm formation that is highly resilient to host immune defenses and antibiotics. The main goal of this thesis is to examine the relationship between topography and surface-cell and surface-bacteria interactions. The secondary objective is to determine whether it is possible to chemically alter implant surfaces and their topographical features to maximize cell-implant interactions while minimizing bacterial-implant interactions. Physicochemical characterization for Graphene Oxide (GO) coated bone surface mimicked Chitosan (BSM-CH-GOc) loaded ampicillin sodium salt (Amp) or Tetracycline hydrochloride (Tetra) membranes were done via degradation test, Scanning Electron Microscopy (SEM) and drug release study. For cell study, mouse fibroblast (L929) was selected as a model mammalian cell line. Bacterial behavior on these membranes was investigated using the biofilm growth test. The rate of biofilm production was assessed and utilized as an indication in which Escherichia coli (ATCC 8739) and Staphylococcus aureus (ATCC 6538) were utilized as model organisms. It was found that while GO coated bone surface mimicked chitosan membranes had a noticeable effect on preventing bacterial biofilm formation, the presence of ampicillin sodium salt and tetracycline hydrochloride remarkably reduced the biofilm formation compared to the control groups. Keywords: Surface-cell interactions, Surface-bacteria interactions, Chitosan, Ampicillin, Tetracycline
Ratlarda deneysel olarak oluşturulan osteoartritis tedavisinde intraartiküler kitosan uygulamasının etkinliğinin araştırılması
Amaç: Bu çalışmada osteoartritis tedavisinde eklem içi kitosan enjeksiyonunun etkinliğinin araştırılması amaçlandı. Gereç ve Yöntem: Çalışma materyalini 10-12 haftalık yaşta 30 adet erişkin erkek Sprague-Dawley ırkı rat oluşturdu. Ratlar rastgele olacak şekilde 3 gruba ayrıldı. Tüm gruplara 2 haftalık adaptasyon sürecinden sonra OA oluşturmak için 50 mikrolitre serum fizyolojik içerisinde 3mg monosodyum iodoasetat (MİA) çözeltisi enjekte edildi. Kronik osteoartrit şekillenmesi için 2 hafta beklendi. Birinci gruba eklem içi kitosan, ikinci gruba eklem içi hiyaluronik asit (HA), üçüncü gruba ise eklem içi izotonik NaCl uygulandı. Her gruptaki ratların kontralateral diz eklemi kontrol grubu olarak kabul edildi. Tüm gruplarda hayvanların ilgili diz eklemlerinin, sodyum iodoasetat enjeksiyonu öncesi, uygulama öncesi ve sonrasındaki 7. ve 14. günlerde klinik ve radyolojik değerlendirmeleri yapıldı. Bulgular: Bacak postür skorlaması, subkondral kemikteki skleroz skorlaması, osteofit skorlaması değerlendirmelerinde gruplar arası değerlendirmede birbirleri üzerine herhangi bir üstünlük bulunmamıştır. Eklem içi enjeksiyondan 14 gün sonra ötenazi uygulandı. Ötenazi uygulamasının ardından bütün gruplardaki ratların eklemleri açılarak makroskopik bulgu skorlaması açısından değerlendirildi ve diğer skorlamalardaki elde edilen sonuçların makroskopik bulgu skorlaması için de geçerli olduğu görüldü. Sonuç: OA şekillendirilen ratlarda tedavi amaçlı intraartiküler kitosan ve HA uygulamalarının ayrı ayrı etkin bir sağaltım olarak kullanılabileceği kanısına varıldı.