Elektrospinning yöntemi ile gümüş nanopartikül içeren PVP bazlı antibakteriyel nanolif üretimi

Nanoteknoloji, en az bir dış boyutu ya da iç veya yüzey yapısı nano-ölçekte olan metal, seramik, polimerik veya kompozit yapılarda olabilen üstün özelliklere sahip malzeme üretme olanağı sunar. Nano-ölçeğe inildikçe yüzey/hacim oranının artması, reaktivitenin, manyetik ve optik özelliklerinin değişmesi nedeniyle, nanomalzemeler aynı bileşimdeki atomik-molekül veya kütlesel maddeden farklılaşırlar. Polimerik nanolifler, sahip oldukları yüksek spesifik yüzey alanları ve gözeneklilikleri, küçük gözenek ve lif boyutları ile; ayrıca polimer zincirlerinin nanolifin uzunluk ekseni boyunca yerleşimi nedeniyle film veya kütlesel hallerine göre daha mukavemetli yapıda oldukları için ilgi çekmektedirler. Polimerik nanoliflerin üretimi çekme, kalıp sentezi, faz ayrımı, kendiliğinden düzenlenme ve elektrospinning yöntemleriyle yapılabilmektedir. Bu yöntemlerin arasında elektrospinning yöntemi; kolay kurulumu, ekonomik olması, birçok malzemeyle çalışma imkanı ve lif çapı kontrollü uzun ve sürekli nanolif üretimi sağlaması bakımından ön plana çıkmaktadır. Elektrospinning yöntemi ile elektrostatik kuvvetler yardımıyla polimer çözeltilerinden veya eriyiklerinden mikrometreden nanometre seviyesine kadar değişen çaplarda liflerin üretimi yapılabilir. Elektrospinning işleminde kapiler uca getirilen damlacığa yüksek voltaj uygulanarak damlanın sıvı jeti halinde çekilmesi sağlanır. Elektrik alan altındaki jet, çözücünün buharlaşması ile kurur ve toplayıcı üzerinde katı lifler elde edilir. Bu yöntemle elde edilen nanoliflerin yapıları ve çapları çözelti, proses ve ortam parametrelerine bağlı olarak değişebilmektedir. Bu parametrelerinin ayarlanması ile istenilen özelliklerde nanolifler elde edilebilir. Polimerik nanolifler medikal uygulamalar başta olmak üzere, filtrasyon, sensörler, tekstil ve çeşitli endüstriyel uygulamalarda potansiyel kullanıma sahiptirler. Gümüş bileşikleri ve iyonları eski zamanlardan beri hijyen ve tedavi amaçlarıyla kullanılmıştır. Antibiyotiklerin ve diğer dezenfektanların bulunmasıyla gümüş kullanımı azalsa da zamanla gelişen antimikrobiyal dirence karşı gümüş, gümüş nanopartikül formu ile tekrar önem kazanmıştır. Gümüş nanopartiküllerinin sahip oldukları geniş spektrumlu antimikrobiyal etkileri, düşük toksiklikleri, yavaş Ag+ iyonu salınımları ve çoklu mekanizma ile antimikrobiyal etkinlik göstermeleri onları, oldukça güçlü nano-antimikrobiyal ajanlar haline getirmektedir. Gümüş nanopartikülleri fiziksel, biyolojik ve kimyasal olarak gruplandırılan yöntemlerle üretilmektedir. Ag+ iyonlarının çözelti içinde çeşitli organik veya inorganik indirgeme ajanları ile indirgendiği kimyasal indirgeme yöntemi, çeşitli boyut ve şekillerde nanopartikül eldesi için en çok tercih edilen yöntemlerdendir. Mikrodalga yöntemi ise klasik ısıtma yöntemlerine kıyasla daha kısa sürede ve homojen bir ısıtma sağlayan pratik bir uygulamadır. Polimerik nanolifler çoğunlukla medikal alanlarda kullanıldığı için nanolif yapısına antimikrobiyal özellik kazandırmak oldukça önemlidir. Bu tez çalışması kapsamında biyomedikal alanlarda kullanıma yönelik olarak gümüş nanopartikül (AgNP) katılmış antibakteriyel polivinilpirolidon (PVP) nanoliflerinin üretimi amaçlanmıştır. PVP biyouyumlu, hidrofilik, su ve çeşitli çözücülerde çözünebilen ayrıca, nanopartikül üretiminde stabilizör olarak yaygın bir şekilde kullanılan sentetik bir polimerdir. AgNP üretimi, AgNO3 tuzunun stabilizatör olarak düşük molekül ağırlıklı PVP (D-PVP) içeren etanol çözeltisinde indirgenmesi ile gerçekleştirilmiştir. Çözeltideki Ag+ iyonlarının indirgenmesi için düşük PVP/etanol oranlı çözeltilere mikrodalga işlemi uygulanmış, yüksek PVP/etanol oranlı çözeltilerde ise mikrodalga işlemine gerek duyulmamıştır. AgNP oluşumu çözeltinin renk değişimi ile takip edilmiş ve UV spektrofotometre analizi ile tespit edilmiştir. Nanopartikül boyutları ve partikül boyut dağılımları DLS yöntemiyle incelenmiştir. Nanolif üretimi için farklı oranlarda yüksek molekül ağırlıklı PVP (Y-PVP)/etanol çözeltileri, AgNP içeren ve içermeyen D-PVP çözeltileri ile karıştırılmış ve elde edilen çözeltilere elektrospinning işlemi uygulanmıştır. Elde edilen nanoliflerin suda ve diğer çözücülerde çözünürlüğünün engellenmesi için nanoliflere, farklı sıcaklıklarda ısıl işlem uygulanmıştır. Nanoliflerin yapısal özellikleri SEM analizi, kristalinitesi ise XRD analizi ile test edilmiştir. Isıl işlem etkinliğini değerlendirmek için nanoliflerin deiyonize sudaki çözünürlüğüne bakılmıştır. Nanoliflerin antimikrobiyal etkinliği ise E.coli, S.aureus ve A.niger türlerine karşı zon inhibisyon testi yapılarak değerlendirilmiştir.