Hydrogen-bonded layer-by-layer assemblies of poly(2-ethyl-2-oxazoline) and tannic acid and their biological applications

Anti-bakteriyel kaplamalar ve kontrollü salım sistemlerini içeren biyolojik uygulamalar malzeme sistemlerinin dikkatli tasarımını ve gerçekleştirilmesini gerektirir. Etkileşen moleküllerin tabaka-tabaka (LbL) yapılandırılması fonksiyonel kaplamaların elde edilebilmesi için çok kullanışlı ve uygun bir yöntemdir. Bu tür kaplamaların ayırılabilen 3-boyutlu şablonlar üzerinde oluşturulması kontrollü salım sistemlerinde önemli bir uygulama potansiyeli olan içi boş kapsüllerin hazırlanmasına olanak verir. Bu tez çalışmasında, pH duyarlı hidrojen bağlı 2-boyutlu (filmler) ve 3-boyutlu (içi boş kapsüller) tabaka-tabaka poli-2-etil 2-oksazolin (PEOX) ve tanik asit (TA) yapılar hazırlandı, incelendi ve bu yapıların anti-bakteriyel kaplamalar ve kontrollü salım sistemleri olarak biyolojik uygulamaları gösterildi. Özellikle cerrahi aletler ve implantlar için, temas halinde bakteri öldürme özelliği olan, pH'ya duyarlı anti-bakteriyel kaplamalar, PEOX ile kararlı hale getirilmiş gümüş nanoparçacıkların (AgNP) (~10-20 nm çaplı) hidrojen alıcısı ve TA'nın hidrojen vericisi olarak kullanılmasıyla hidrojen bağlı tabaka-tabaka yapılar şeklinde elde edildi. PEOX molekül ağırlığının (5000 g/mol ile 500 000 g/mol'e aralığında) AgNP kararlılığına ve oluşturulan kaplamaların anti-bakteriyel etkinliğine etkisi incelendi. Kaplamalar pH 8,5 altında kararlı kaldı ve pH 8,5 üzerinde parçalandı. JIS Z 2801 anti-bakteriyel testleri bu kaplamaların temas halinde bakteri öldürme özelliği aracılığıyla, hem gram negatif hem de gram pozitif bakteriler üzerinde etkili olduğunu gösterdi. Titanyum yüzeyler üzerindeki kaplamalar, pH 7,4 fosfat tampon çözeltisi içinde 3 aya kadar kararlı kaldı ve anti-bakteriyel etkinliğini korudu. 8 çift katmanlı PEOX/TA tabaka-tabaka filmlerinden oluşan içi boş mikro kapsüller (5-8 µm çapında), CaCO3 mikroparçacık şablonları üzerine kaplanma sonrası bu mikroparçacıkların çözünmesiyle hazırlandı. Bu içi boş kapsüllerin yükleme ve salınım özelliklerini potansiyel kontrollü salım uygulamalarında değerlendirmek için, pozitif yüklü Rhodamine 6G model kargo molekülü olarak kullanıldı. Rhodamine 6G yüklenmiş kapsüller fizyolojik pH 7,4'e doğru artan pH-duyarlı bir salım sergiledi. Salınan Rhodamine 6G moleküllerinin miktarının pH ile artması, TA'nın iyonlaşmasına bağlı olarak hidrojen bağı sayısının azalması sonucu kapsül geçirgenliğinin artmasına bağlanmaktadır. Bu hidrojen bağlı kapsüllerin ilaç dağıtım uygulamalarında pH-duyarlı mikrotaşıyıcılar olarak kullanım potansiyeli yüksektir.