Search

Bu çalışma 00875.STZ.2011-1 numaralı `Biyoesaslı/Biyobozunur/Kompost Edilebilir Nanokompozit Tarımsal Örtü (?Mulching?) Filmlerinin Geliştirilmesi` adlı SANTEZ Projesi desteğiyle hazırlanmıştır. Sunulan çalışmada doğal ve biyobozunur polimerlerden olan nişasta ve L-Laktik asit (L-LA) polimerleri ile nanokompozitlerin hazırlanmasında en yaygın kullanılan dolgu maddelerinden olan tabakalı silikatlardan montmorillonit kili ve iki farklı organo modifiye türevi (ODA-MMT ve DMDA-MMT) kullanılmıştır. L-LA ile modifiye edilen saf ve organomodifiye montmorillonit killeri varlığında L-LA'nın nişastaya aşı polimerizasyonu ile hazırlanan kopolimer yapıdaki nanokompozitlerden tarımsal örtü materyali amaçlı kullanılması öngörülen filmler elde edilmeye çalışılmıştır. Bu amaçla ilk olarak bir seri kil modifikasyon çalışmaları yapılmıştır. Ağırlıkça farklı MMT/L-LA oranlarında saf ve ön interkalat MMT killeri varlığında L-LA monomerlerinin optimize edilen reaksiyon koşullarında kondenzasyon polimerizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalar neticesinde elde edilen MMT/oligo-LA nano dolgu malzemelerinin kimyasal (FTIR, 1H-NMR), termal (DSC, TGA) ve fiziksel (XRD, SEM, TEM) karakterizasyonları yapılmıştır. Elde edilen bulguların incelenmesi neticesinde nanokompozit kopolimer yapıların sentezlenmesi için uygun bulunan nano dolgu malzemeleri bir sonraki adıma aktarılmıştır. Uygun bulunan nano dolgu malzemeleri ağırlıkça farklı oranlarda kullanılarak L-LA'nın nişastaya aşı polimerizasyonları gerçekleştirilmiş ve bir seri PLLA-g-nişasta nanokompozit kopolimerler sentezlenmiştir. Üretilen nanokompozit yapıların kimyasal (FTIR, 1H-NMR, 13C-NMR), termal (DSC, TGA) ve fiziksel (XRD, SEM, TEM) karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Üretilen nanokompozit kopolimerlerden baskılı kalıplama yöntemi ile çeşitli filmler hazırlanmıştır. Hazırlanan filmlerlerin mekanik ve gaz geçirgenlik özellikleri incelenmiştir.Anahtar Kelimeler: Modifiye Montmorillonit, Nanokompozit, Nano Dolgu Malzemeleri, Doğal Polimerler, Nişasta, Poli(laktik asit) (PLA), Aşı Polimerizasyonu. This work has been accomplished with the support from SANTEZ project number 00875.STZ.2011-1 titled `Development of Biobased/Biodegradable/Compostable Nanocomposite Mulch Films`. In this study, montmorillonite clay, most commonly used filler material composed of layered silicates, and two organo modified forms of it (ODA-MMT and DMDA-MMT) were used for production of nanocomposites with starch and L-lactic acid polimers which are natural/bio-based and biodegradable. It was aimed to produce mulch films from nanocomposites of copolymers prepared by graft copolymerisation of starch and L-LA in the presence of pristine and organomodified montmorillonite clays, for agricultural applications. For this purpose, a series of clay modification studies were carried out in the first step. L-LA monomers were polymerized by condensation polymerisation under optimized conditions in the presence of pristine and pre-intercalated MMT clays with different MMT/L-LA weight ratios. At the end of these studies, MMT/oligo-LA nanofillers were characterized by chemical (FTIR, 1H-NMR), thermal (DSC, TGA) and physical (XRD, SEM, TEM) analysis. Selected nano filler materials were used in the second step for synthesis of nanocomposite copolymer structures. These nanofillers were used in different weight ratios for graft copolymerisation of L-LA on starch in order to synthesize PLLA-g-starch. These graft copolymers were characterized by (FTIR, 1H-NMR), thermal (DSC, TGA) and physical (XRD, SEM, TEM) analyses. Copolymers were compression molded and films were prepared and mechanical and barrier properties of these films were investigated.Keywords: Modified Montmorillonite, Nanocomposite, nanofillers, natural polymers, starch, Poly(lactic acid) (PLA), graft copolmerisation 130

Yara iyileşmesi; kanama, yangı, proliferasyon (çoğalma) ve dokunun yeniden yapılanması olmak üzere temelde dört fazdan oluşan kompleks bir süreçtir. Yara bakımı ile ilgili yapılan tüm tıbbi müdahaleler ve üretilen yara örtü malzemelerinin amacı bu evrelerin sırasıyla ve doğal süresinde gerçekleşmesine yardımcı olmaktır. Yara örtü malzemelerinin üretiminde kullanılan yöntemlerden biri olan elektro-eğirme, nano kalınlıkta liflerden oluşan malzemelerin üretilmesine olanak veren, geniş kullanım alanına sahip avantajlı bir yöntemdir. Bu tez çalışmasında, Poli(D,L-laktik-ko-glikolik asit) polimeri ile elektro-eğirme yöntemi kullanılarak nano kalınlıkta fiberlerden oluşan bir yara örtü malzemesi üretilmiştir. Üretilen PLGA nano liflere damlatma ve püskürtme yöntemleriyle Kafeik Asit Fenetil Ester (CAPE) molekülü yüklenmiştir. CAPE yüklenen yara örtülerinin CAPE içermeyen malzemeyle karşılaştırmalı olarak FTIR spektroskopisi analizleri gerçekleştirilmiş ve CAPE yüklü yara örtü malzemelerine ait spektrumlarda CAPE ile benzer şekilde titreşim bantları gözlenmiştir. Yapılan XRD analizinde ise, CAPE yüklü PLGA nano liflerin XRD grafiklerinde CAPE'ye benzer kristalin yapılar ve PLGA'ya ait amorf yapılar birlikte gözlenmiştir. PLGA nano liflerin kalitesinin, çapının ve malzeme kalınlığının belirlenmesi için SEM görüntüleri alınmıştır. İncelenen SEM görüntülerinde fiber çapı 310-410 nm, malzeme kalınlığı ise 100.6 µm olarak ölçülmüştür. CAPE yüklenen malzemelerin etken madde salım profillerinin incelenmesi için PBS ortamında salım çalışmaları gerçekleştirilmiştir. PLGA nano liflere yüklenen CAPE'nin 7 gün boyunca kontrollü salımı sonucunda püskürtme yönteminde toplam %90'ının, damlatma yönteminde ise %77'sinin salındığı belirlenmiştir. PLGA nano liflerin PBS ortamında sıvı absorplama yetenekleri değerlendirilerek %600 oranında şişme gösterdiği gözlenmiştir. CAPE yüklü yara örtü malzemelerinin DPPH yöntemi kullanılarak test edilen antioksidan aktiviteleri %86.2 (püskürtme yönteminde) ve %85.7 (damlatma yönteminde) olarak tespit edilmiştir. CAPE yüklü yara örtü malzemelerinin antimikrobiyal özellikleri disk difüzyon testi ve zamana bağlı ölüm metodu ile S. aureus, P. aeruginosa ve C. albicans suşları üzerinde değerlendirilmiştir. Zamana bağlı ölüm metodu çalışmasında CAPE yüklü PLGA nano lifler 4. saatte S. aureus ve P. aeruginosa üzerinde %100 büyüme inhibisyonu etkisi göstermiştir. C. albicans türü üzerinde ise zamanla artan bir büyüme inhibisyonu etkisi gözlenmiştir. Wound healing is a complex process consisting essentially of four phases: hemostasis, inflammation, proliferation and remodeling. All medical interventions related to wound care and the purpose of the materials produced are to help these phases take place in order and in their natural time, respectively. Electrospinning, which is one of the methods used in the production of wound dressings, is an advantageous method with its wide usage area, which enables the production of materials consisting of nano-thickness fibers. In this thesis, a dressing material consisting of nanoscale fibers was produced by electrospinning using Poly (D, L-lactic-co-glycolic acid). Caffeic Acid Phenethyl Ester (CAPE) molecule has been loaded into the produced PLGA nanofibers by dropping and spraying methods. FTIR spectroscopy analysis of CAPE-loaded wound dressings compared to CAPE-free material was performed, and similar bands of CAPE-loaded wound dressing materials were observed with CAPE. In XRD analysis, crystalline structures similar to CAPE and amorphous structures of PLGA were observed together in XRD graphs of PLGA nanofibers with CAPE. SEM images were taken to determine the fiber quality, fiber diameter and material thickness. In the SEM images examined, the fiber diameter was 310-410 nm and the material thickness was 100.6 µm. As a result of controlled release of CAPE loaded into PLGA nanofiber fibers for 7 days, it was determined that 90% in the spraying method and 77% in the dropping method were released. It was observed that PLGA nano fibers were swollen at 600% by evaluating their liquid absorption ability in PBS medium. The antioxidant activity of CAPE loaded wound dressing materials using DPPH method was determined as 86.2% (in spraying method) and 85.7% (in dropping method). The antimicrobial properties of CAPE-loaded wound dressing materials were evaluated on the S. aureus, P. aeruginosa and C. albicans strains by disk diffusion test and time-kill method. In the time-kill study, CAPE-loaded PLGA nanofibers showed 100% growth inhibition effect on S. aureus and P. aeruginosa strains at 4 h. They showed time dependent increased growth inhibition effect on C. albicans strain. 94

Epidermis ve dermis tabakalarının zarar gördüğü ikinci derece yanıklar, dermiste belirli oranlarda kayba neden olur. Bu nedenle yara iyileşme süreci genellikle ciddi yara izi oluşturarak tamamlanmaktadır. Sunulan tez çalışmasının amacı, ikinci derece yanık yaralarının tedavisinde yara iyileştirici özelliği bilinen Hypericum perforatum (kantaron) yağı yüklenmiş iki tabakalı PEG-PCL polimerik membranların üretilmesidir. H. perforatum yağı PEG polimer çözeltisinin içerisine katılarak elektro-spreyleme ile kapsüllenmiştir. Elektro-spreylenen PEG çözeltisi ile elektro-eğirilen PCL çözeltisi eş zamanlı ve karşılıklı olarak döner toplayıcıda biriktirilmiştir. Mikrokapsüllerin membran içerisindeki dağılımı ve membranların yüzey morfolojisi Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), polimerlerin çözücü ile etkileşimleri Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) ile belirlenmiştir. Membranların mekanik dayanımları standart çekme testleri ile karakterize edilmiştir. Gaz geçirgenlik özellikleri yine standart hava gazı geçirgenlik testi ile incelenmiştir. Membranların hidrofilisitesi temas açısı ölçümleri, ıslanabilirliği şişme testleri gerçekleştirilerek belirlenmiştir. Membranların zamana bağlı kütle kaybı ve H. perforatum yağının zamanla membranlardan kontrollü salımı in vitro koşullarda incelenmiştir. Membranların gram-pozitif ve gram-negatif bakteri suşları üzerindeki antibakteriyel etkinliği disk difüzyon testleri yapılarak gözlemlenmiştir. In vitro koşullarda L929 fare fibroblast hücre hattı ile inkübe edilen membranların biyouyumluluğu (WST-1) ve hücrelerle etkileşimleri (hücre tutunması, proliferasyon ve apoptoz-nekroz) incelenmiştir. Son olarak polimerik membranlar, Wistar albino sıçanların kullanıldığı (n=35) 16 gün süren hayvan deneylerinde yara iyileştirici özelliği bakımından performası incelenmiştir. Histokimyasal ve immunohistokimyasal bulgular istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. Sonuç olarak üretilen polimerik membranlar gözeneklilik, hava geçirgenliği, nem tutma kapasitesi, hidrofilisite, elastikiyet, antibakteriyel olma, yaraya yapışmama, biyouyumluluk gibi özellikler bakımından ideal bir yara örtüsünde olması istenilen optimum değerlere sahip olmakla birlikte içerdiği H. perforatum yağının istenilen şekilde membranlardan kontrollü salımının yara iyileşmesini destekleyerek iyileşme sürecini hızlandırdığı yapılan in vitro ve in vivo çalışmalarla teyit edilmiştir. Bununla birlikte membranların uzun vadede yara izi oluşumunu da azaltma potansiyeli olduğu düşünülmektedir. Second degree burns, which are damaged by epidermis and dermis, cause certain rates of loss in the dermis. Therefore, wound healing process is usually completed by creating a serious scar. The aim of the thesis is to produce two layer PEG-PCL polymeric membranes loaded with Hypericum perforatum oil known as wound healing in the treatment of second-degree burns. H. perforatum oil is encapsulated by electro-spraying into PEG polymer solution. The electro-spraying PEG solution and the electro-spun PCL solution were deposited simultaneously and mutually in the rotary collector. Distribution of microcapsules within the membrane, membrane surface morphology and interactions of polymers with solvents were determined byScanning Electron Microscope (SEM) and Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR), respectively. Mechanical strength of membraneshave been characterized by standard tensile test. Gas permeability properties were investigated by standard air gas permeability test. The hydrophilicity of the membranes was determined by carrying out contact angle measurements and swelling tests. The time-dependent mass loss of the membranes and the controlled release properties of the H. perforatum oil from membranes over time were investigated in vitro. The antibacterial activity on gram-positive and gram-negative bacterial strains of the membranes was observed by disk diffusion tests. The biocompatibility (WST-1) and cell interaction with cells (incubation, proliferation and apoptosis-necrosis) of membranes, in vitro incubation with L929 mouse fibroblast cell line, were investigated. Finally, polymeric membranes were evaluated for their wound healing properties in a 16-days animal experiment performed by using Wistar Albino rats (n=35). Histochemical and immunohistochemical findings were evaluated statistically.As a result of produced polymeric membranes have the optimum values to be in an ideal wound dressing in terms of various properties (porosity, air permeability, moisture retention capacity, hydrophilicity, elasticity, antibacterial, non-stickiness on wound, biocompatibility etc.). It was confirmed by in vitro and in vivo studies that controlled release of the H. perforatum oil from the membranes as desired to accelerate the healing process by supporting wound healing. However, it is thought that membranes have the potential to reduce long-term scar formation. 129

Bu çalışmada multifaktöriyel olduğu düşünülen Lomber Disk Hernisi (LDH) tedavisinde kullanılan Transkutanöz Elektiriksel Sinir Stimülasyonu (TENS) ve Ultrason uygulamalarının oksidatif stres düzeyi ve kollajen yıkımına etkisini göstererek tedavideki rollerini incelemek amaçlandı. Ayrıca, LDH hastaları ile sağlıklı kontrol grupta oksidatif stres parametreleri ve kollajen yıkım parametrelerinin hastalığın tanı ve gelişimindeki etkileri değerlendirildi. Araştırmaya, 40 LDH hasta grubu ve 30 kişilik kontrol grubu alındı. Hasta gruba 15 seans TENS ve Ultrason tedavisi uygulandı. Kontrol grubu örneklerinde ve hasta grubun tedavi öncesi ve sonrası örneklerinde serum SOD, MDA, GSH-Px ve idrar kreatinin düzeyleri fotometrik yöntemle, idrar NTX ve serum BALP, ELİZA yöntemi ile incelendi. MDA ve GSH-Px düzeyleri hasta grubunda kontrol grubuna göre anlamlı olarak yüksek bulunmuşken, BALP, NTX ve SOD düzeyleri hasta grubunda kontrol grubuna göre anlamlı olarak düşük bulunmuştur. Hasta tedavi öncesi ölçümlerle TENS ve Ultrason tedavisi sonrasında yapılan ölçümler arasında, parametrelerin hiçbirinin düzeyinde anlamlı bir değişim bulunmamıştır. Hastaların tedaviden aldıkları fayda VAS, Oswestry, Nottigham ölçekleriyle değerlendirilmiş, değerlendirme sonucunda hastaların tedaviden anlamlı düzeyde fayda sağladığı bulunmuştur. Değişkenler ile ölçekler arasında ilişki incelenmiş ve aralarında korelatif ilişki bulunamamıştır. Çalışmada kullanılan parametrelerin ROC eğri analizleri yapılmış, analiz sonuçlarına göre tüm parametrelerin AUC değerleri istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur.Sonuç olarak LDH'li hastalarda oksidatif hasarın ve kemik yapımında bir azalmanın hastalık gelişiminde etkili olabileceğini düşünmekteyiz. Ayrıca bu hastalarda uygulanan TENS ve Ultrason tedavisinin kısa vadede yapısal bir iyileşme meydana getirmediği bununla birlikte klinik bir rahatlama sağladığını düşünmekteyiz. Hastalığın gelişiminde etkili olduğunu düşündüğümüz bu olaylarla ilgili parametrelerin de serum ve idrar düzeylerinin ölçümünün hastalığın tanısında yardımcı testler olarak kullanılabileceği kanısındayız. In this study, to investigate role s of Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation (TENS) and Ultrasound applications used in the treatment of Lumbar Disc Hernia (LDH), which is thought to be multifactorial, were aimed by considering their effects on the levels of oxidative stress and collagen degredation products. In addition, oxidative stress parameters and collagen destruction parameters in LDH patients and healthy controls were evaluated for their diagnosis and development. LDH patient group (n=40) and a control group of (n=30) included were in the study. 15 sessions of TENS and Ultrasound therapy were applied to the patient group. Serum SOD, MDA, GSH-Px and urine creatinine levels were measured by photometric method, urine NTX and serum BALP, ELISA method in the control group and before and after treatment of the patient group. MDA and GSH-Px levels were significantly higher in the patient group than in the control group, while BALP, NTX and SOD levels were significantly lower in the patient group than in the control group. There was no significant change in the level of any of the parameters after the TENS and Ultrasound treatment. VAS, Oswestry, and Nottigham scales were used to evaluate the benefit of the patients, and it was found that the patients benefited significantly from the threatment. The relationship between variables and scales was examined, and no correlation has been found between them. ROC curve analyzes of the parameters used in the study were made and according to the analysis results, AUC values of all parameters were found to be statistically significant.In conclusion, we believe that oxidative damage and a reduction in bone formation in LDH patients may be effective in the development of the disease. We also think that TENS and Ultrasound therapy applied in these patients provide a clinical relief but do not resulting a structural improvement in the short term of therapy. We believe that the parameters related to these events considered in this study are effective in the development of the disease, and these can also be used as ancillary tests for the measurement of serum and urine levels for monitoring of LDH patients. 82