Antibakteriyel polimerik nanokaplamaların kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile sentezi ve bu kaplamaların antibakteriyel ve sitotoksik özelliklerinin incelenmesi

Bu tez çalışması kapsamında antibakteriyel özelliğe sahip polimerler başlatıcılı kimyasal buhar biriktirme (iCVD) ve plazma destekli kimyasal buhar biriktirme yöntemi (PECVD) ile farklı alttaşlar üzerinde sentezlenmiştir. Bir çalışmada, Dietilaminoetil metakrilat (DEAEMA) ve Vinilbenzil klorür (VBC) monomerleri kullanılarak iCVD yöntemi ile antibakteriyel özelliğe, biyouyumluluğa, kimyasal ve mekaniksel dayanıma, yüksek adezyona sahip polimerik ince filmler cam, kumaş ve polietilen tereftalat (PET) alttaş yüzeylerine kaplanmıştır. iCVD sisteminde farklı DEAEMA ve VBC monomer besleme oranlarında kaplamalar gerçekleştirilmiştir. Polimerik ince filmlerin kimyasal yapısı XPS ve FT-IR ile, yüzeyin hidrofobikliği temas açısı analizi ile, yüzey morfolojisi ve ortalama yüzey pürüzlülüğü AFM analizi ile, yüzeyin ve polimerin mekanik özellikleri ise bant yapışma testi ve optik mikroskop ile, gram negatif E.Coli ve gram pozitif S.Aureus bakterilerine karşı bakteri öldürme performansı antibakteriyel etkinlik testi ile, sitotoksik özellikleri hücre canlılık testi ile analiz edilmiştir. Silanlama işlemleri ile yüzeyin adezyon kuvvetinin arttığı, DEAEMA ve VBC monomerlerinin iCVD yöntemiyle kopolimerizasyonu ile mekanik dayanıklılığının arttığı gözlemlenmiştir. Oksijen gazı ile yapılan plazma işlemi sonucunda yüzeylerin protonlandığı, XPS analizi ile ispat edilmiştir. DEAEMA:VBC/1:0,5 monomer besleme oranında cam, kumaş ve PET alttaşlar üzerinde elde edilen antibakteriyel polimerlerin, ortalama 5-6 log redüksiyonu gibi yüksek antibakteriyel etkinliğe sahip olduğu tespit edilmiştir. Kaplamaların sitotoksisite çalışmaları XTT prosedürü kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuca göre elde edilen kopolimer film yüzeylerinin NIH/3T3 memeli hücrelerine karşı sitotoksik etkisinin olmadığı ve yüksek antibakteriyel özelliğe sahip olduğu gözlemlenmiştir. Bir diğer çalışmada, yüksek yüzey pürüzlülüğüne ve antibakteriyel özelliklere sahip doğal yüzeyler taklit edilerek, yüksek antibakteriyel özelliklere sahip polimerler elde edilmiştir. Pürüzlülüğün antibakteriyel etkiye katkısını incelemek için, 36 μm ve 8 μm olmak üzere iki farklı ortalama partikül çapına sahip zımpara yüzeyin pürüzlü yapısı polidimetilsiloksan (PDMS) polimerine yumuşak litografi yöntemi ile aktarılmıştır. Bu pürüzlendirilmiş yüzeyler üzerine, iCVD yöntemi ile DEAEMA ve VBC monomerleri kullanılarak çapraz bağlı antibakteriyel polimer kaplanmıştır. Yüzeyin hidrofobikliği temas açısı analizi ile, kimyasal yapısı FT-IR spektroskopisi ile, yüzey morfolojisi ve ortalama yüzey pürüzlülüğü AFM ile, bakteriyel öldürme performansı antibakteriyel etkinlik testi ile analiz edilmiştir. Düz kopya yüzeyleri üzerine kaplanmış polimerik ince filmlerde, S.Aureus bakterisine karşı antibakteriyel etkinliğinin, E.Coli bakterisine göre daha yüksek olduğu, pürüzlendirilmiş kopya yüzeyleri üzerine kaplanmış polimerik filmlerde, E.Coli bakterisine karşı antibakteriyel etkinliğinin S.Aureus'a göre daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Düz yüzey, pürüzlendirilmiş kopya yüzeyleri üzerine kaplanmış polimerik filmlerin antibakteriyel etkinlikleri incelendiğinde, S.Aureus ve E.Coli bakterilerine karşı en yüksek antibakteriyel etkinlik, 36 μm ortalama partikül çapına sahip yüzeylerde olduğu (S.Aureus bakterisine karşı logaritmik redüksiyonun yaklaşık 4,5 olduğu, E.Coli bakterisine karşı yaklaşık 7 olduğu) gözlemlenmiştir. Bir diğer çalışmada, defne, portakal ve biberiye gibi esansiyel yağlar kullanılarak PECVD yöntemi ile antibakteriyel özelliğe sahip polimerik ince filmler elde edilmiştir. 15 W, 30, 45 W ve 60 W plazma güçlerinde yapılan polimerik ince filmlerin kimyasal yapısı FT-IR ile, yüzeyin hidrofobikliği temas açısı analizi ile, yüzey morfolojisi ve ortalama yüzey pürüzlülüğü AFM analizi ile, bakteri öldürme performansı ise antibakteriyel etkinlik testi ile ölçülmüştür. Defne yağı, portakal yağı ve biberiye yağı ile elde edilen polimerik ince filmlerin ortalama pürüzlülüğünün artışı ile temas açısı değerlerinde farklı değişimler gösterdiği gözlemlenmiştir. Defne yağı ve biberiye yağı ile elde edilen polimerik ince filmlerde, ortalama pürüzlülüğün artışı ile temas açısı değeri doğrusal artış gösterirken, portakal yağında ters etki gösterdiği gözlemlenmiştir. Defne yağı, portakal yağı ve biberiye yağı ile elde edilen polimerik ince filmlerin antibakteriyel etkinlik testlerinde, S.Aureus ve E.Coli bakterilerine karşı antibakteriyel etki mekanizmalarının farklı olduğu gözlemlenmiştir. Defne yağı ile elde edilen polimerik ince filmlerde en yüksek (60 W plazma gücünde 0,77 logaritmik redüksiyon) E.Coli bakterisine karşı antibakteriyel etkinliğin elde edildiği gözlemlenmiştir. Portakal yağı ile elde edilen polimerik ince filmlerde en yüksek E.Coli bakterisine karşı (60 W plazma gücünde 4,18 logaritmik redüksiyon) antibakteriyel etkinliğin elde edildiği gözlemlenmiştir. Biberiye yağı ile elde edilen polimerik ince filmlerde ise en yüksek E.Coli bakterisine karşı (30 W plazma gücünde 4,54 logaritmik redüksiyon) antibakteriyel etkinliğin elde edildiği gözlemlenmiştir. Bu tez çalışması kapsamında, doğadan ilham alınarak tasarlanmış yüzeyler, yüksek kaplama adezyonu, aşınma direnci, sertlik ve yüksek antibakteriyel özellikler ile iCVD ve PECVD yöntemleri kullanılarak farklı yüzeylerde başarılı bir şekilde oluşturulmuştur. Elde edilen yüzeylerin endüstriyel üretime kolaylıkla adapte edilebileceği, hastane kaynaklı enfeksiyonlar, biyomedikal uygulamalar ve tıbbi cihazlar gibi insan sağlığını tehdit eden ortamlarda etkili bir şekilde kullanılabileceği gözlenmiştir.