Antibakteriyel nefes alabilen membranların tasarımı ve üretimi

Bu çalışmanın amacı, antibakteriyel özellik gösteren ve nefes-alabilen hidrofilik membranların tasarlanarak üretilmesidir. Son yıllarda korunma amaçlı tekstiller ve medikal ürünlerde, mikroorganizma içeren sıvıların geçişini engelleyip kullanım konforu açısından su buharı geçişine izin veren membranların kullanımı oldukça artmıştır. Aynı zamanda bu membranların, yüzeylerinde tutacakları mikroorganizma içeren sıvılardan, ortama hava veya temas yoluyla patojenlerin geçişini önlemek için, antibakteriyel özellik göstermeleri de son derece önemlidir. Bu özellik antibakteriyel ajan olarak kullanılan Kuaterner Amonyum Tuzu (KAT) diolünün polimer ana zincirlerine bağlanması ile kalıcı olarak sağlanabilir. Nefes-alabilen membranlar genel olarak mikroporlu yapıda ya da mikroporsuz hidrofilik yapıda üretilmektedir. Mikroporlu membranlarda, sadece su buharı moleküllerinin geçebileceği büyüklükte gözenekler bulunurken, hidrofilik membranlarda ise su buharı molekülleri polimer zincirleri arasından, özellikle amorf bölgeler üzerinden, solüsyon difüzyonu yoluyla ilerlemektedir. Hidrofilik membranların en önemli özelliği su buharı molekülleri ile hidrojen köprüleri yapabilecek hidroksil, eter, amid, veya üretan grupları ihtiva eden polimer omurgalarına sahip olmalarıdır. Kullanılacak antibakteriyel ajanların, katıldıkları sistemin hidrojen köprüsü yapabilme kabiliyetini azaltmaması ve yapıdan sıvıların etkisi ile kolayca uzaklaşmaması gerekmektedir. Bu özelliklerin eldesi için polimer olarak poliüretanların, antibakteriyel ajan olarak ise KAT kullanımı uygun olmaktadır. Bu çalışmada farklı oranlarda KAT diolü ve izosiyanat içeren dokuz farklı poliüretan, çözelti polimerizasyonu yöntemi kullanılarak sentezlenmiştir. Sentezlenen poliüretanlardan ~32 µm kalınlığında amorf membranlar üretilmiş, termal, mekanik, morfolojik özellikleri ile antibakteriyel etkinlikleri tespit edilmiştir. Termal ve morfolojik özelliklerde meydana gelen değişimlerin buhar geçirgenliğine etkisi belirlenmiştir. DSC ve DMA termogramlarından KAT miktarının artmasının camsı geçiş sıcaklığında kayda değer değişiklik yaratmadığı ancak, izosiyanat miktarının artmasının camsı geçiş sıcaklığında yaklaşık 5 oC'lik artışa neden olduğu tespit edilmiştir. Mekanik özellikler üzerine KAT'ın belirgin bir etkisi olmaz iken izosiyanat miktarının artması moleküler esnekliği azaltmış, dolayısı ile sertliği arttırmıştır. Buhar geçirgenliği yapıya ilave edilen katyonik KAT miktarının artmasıyla genel olarak artmış, izosiyanat miktarının artması ile azalmıştır. Son olarak membranların antibakteriyel etkinliği belirlenmiş, katkısız membranlar; Staphylococcus aureus ve Escherica coli bakteri türlerine karşı antibakteriyel etkinlik göstermezken, membran yapısında KAT miktarı arttıkça antibakteriyel etkinliğin arttığı tespit edilmiştir. Ayrıca KAT eklenmiş membranların S. aureus'a karşı antibakteriyel etkinliğinin E. coli'ye oranla daha fazla olduğu tespit edilmiştir.