Biyomodifikasyon yolu ile poliakrilonitril kumaşlara antimikrobiyal özellik kazandırılması

Günümüzde kullanılan antimikrobiyal ürünler, hem işlevi hem de raf ömrü gereği tüketiciyi tatmin etmemektedir. Bunun başlıca iki sebebi vardır: Antimikrobiyal ajanın işlevsizliği (antibiyotik direnci) ve antimikrobiyal ajanın bağlanma yöntemi (kovalent olmayan yöntemler). Piyasada mevcut olan antimikrobiyal ürünler, genellikle kullan-at (tek kullanımlık) özelliktedir. Bu ürünler atık olarak doğada birikmeleri nedeniyle çevre için tehdit unsuru oluşturmakta ve antimikrobiyal etkileri nedeniyle ekosistem üzerinde tehlike arzetmektedir. Tek kullanımlık olmayan alternatifler için ise daha farklı tehlikeler mevcuttur. Öncelikle, bu ürünlere antimikrobiyal özellik veren ajanlar, ürüne kovalent olarak immobilize edilmemiştir. Bu nedenle ajanlar yıkama, sürekli kullanım, zaman gibi faktörlerin etkisiyle üründen ayrılmakta, dolayısıyla ürün etkisini yitirmektedir. Öte yandan antimikrobiyal ajanın canlı vücuduna ya da çevreye salınması, bir başka tehlike arzetmektedir. Eğer kullanılan antimikrobiyal ajan bir ağır metal ise bu tehlike daha da büyümektedir. Antimikrobiyal ürünleri etkisiz kılan etmenlerden bir diğeri, uygun olmayan ve/veya sürekli antibiyotik kullanımı olup, bakterilerin bu antibiyotiklere direnç geliştirmesi ile sonuçlanmıştır. Günümüzde etkili olan antibiyotiklerin de gelecekte etkisini yitireceği, bilinen bir gerçektir. Bu durum, yeni bir antimikrobiyal ajan arayışını doğurmuş olup; antimikrobiyal peptidler (AMP) en çok öne çıkan alternatiflerdir. Tüm canlıların doğal bağışıklık sisteminin bir parçası olan AMP'ler çeşitli etki mekanizmalarına sahip olup, bu çalışmada, membrana etki eden "nisin" adlı peptid kullanılmıştır. Bu çalışmada, polikarilonitril (PAN) kumaşa sürekli antimikrobiyal özellik kazandırılarak, günümüz antimikrobiyal ürünlerinde yaygın olarak görülen iki olumsuzluğun da giderilmesi amaçlanmıştır. Dirençli bakterilere etki etmesi için seçilen nisin, mikrobiyal yolla modifiye edilen PAN kumaşlara kovalent olarak immobilize edilerek, sürekli antimikrobiyal etki gösteren kumaşlar elde edilmiştir. Çalışma kapsamında PAN kumaşın biyomodifikasyonu için Pseduomonas aeruginosa (ATCC 27853) suşunun nitrilaz enzimi kullanılmıştır. Kumaşın nitril grupları, biyotransformasyon ile yerini karboksil gruplarına bırakmış; bu şekilde daha hidrofilik hale gelen kumaşın karboksil grupları aktiflenerek nisinin kovalent immobilizasyonu gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen ürünün karakterizasyonu yapılarak, kumaşın bakteriler üzerindeki etkisi antimikrobiyal testler ile kanıtlanmıştır. Antimikrobiyal testler için P. aeruginosa (ATCC 27853) ve Staphylococcus aureus (ATCC 6538) bakterileri kullanılmıştır. Çalışmanın iki optimizasyon aşaması bulunmaktadır: Modifikasyon aşaması ve immobilizasyon aşaması. Modifikasyonun optimizasyonu ile kumaştan mümkün olduğu kadar çok nitril grubu karboksil grubuna dönüştürülmüş; immobilizasyonun optimizasyonu ile mümkün olduğunca çok nisin peptidi PAN kumaşa bağlanmıştır.