Yara ve yanık tedavisinde kullanılmak üzere metalik nanopartiküllerin biyoteknolojik yöntemle sentezlenmesi, karakterizasyonu, antibakteriyal ve antiproteolitik aktivitelerinin değerlendirilmesi

Abstract

Amaç: Yara ve yanık alanlarında sıklıkla üreyen Staphylococcus epidermidis ve Staphylococcus aureus'a karşı kullanılabilme potansiyeli olabilecek metalik güçlü antibakteriyallerin nanobiyoteknolojik yöntemle sentezlenmesi ve sentezlenen nanopartiküllerin bu patojenler üzerine inhibitör etkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Yöntem: Nanobiyofabrikasyon metodu ile Pelargonium sidoides kök ekstraktında metalik altın (Au), gümüş (Ag) ve altın-gümüş (Au-Ag) nanopartiküller sentezlenmiş ve bu nanopartiküllerin fizikokimyasal karakterizasyonları Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskobisi, Ultraviyole ve Görünür Işık Absorbsiyon Spektroskopisi, Geçirimli Elektron Mikroskobisi ve zetametre aracılığı ile yapılmıştır. Metalik nanopartiküllerin, Staphylococcus epidermidis ATCC 12228 ve Staphylococcus aureus ATCC 29213 bakterileri üzerine inhibitör etkileri ise CLSI, 2016'ya göre belirlenmiştir. Bulgular: Altın ve gümüş nanopartiküller ile kor-kabuk yapısındaki altın-gümüş bimetalik nanopartiküller biyonanofabrikasyon aracılığı ile sentezlenmiştir. Gümüş nanopartiküller ve altın-gümüş bimetalik nanopartiküllerin yara ve yanıklarda en sık üreyen iki patojen bakteri, Staphylococcus epidermidis ve Staphylococcus aureus'a karşı güçlü antimikrobiyal etkisi olduğu tespit edilmiştir. En güçlü antibakteriyal etkiye sahip bimetalik nanopartikül solüsyonunun, sırasıyla S. aureus ve S. epidermidis üzerinde 0.01 M 25 µL ve 0.01 M 20 µL gibi düşük uygulama hacimlerinde inhibitör etkili olduğu bulunmuştur. Üremenin baskılanamadığı 10-20 µL'lik uygulama hacimlerinde ise ekstraselüler proteolitik aktivite baskılandığı belirlenmiştir. Sonuç: Çevre dostu nanobiyoteknolojik yöntemle Pelargonim sidoides kök eksktraktı kullanılarak altın ve gümüş monometalik nanopartikül ve altın-gümüş bimetalik korkabuk yapısındaki nanopartiküler ilk defa sentezlenmiş, bu nanopartiküllerin Staphylococcus epidermidis ve Staphylococcus aureus'a karşı antimikrobiyal ve antiproteolitik aktivitesi ilk defa ortaya konmuştur. Anahtar Kelimeler: metalik nanopartikül, antibakteriyal, antiproteolitik, Staphylococcus, Pelargonium sidoides.

ABSTRACT Objective: The aim of this thesis is to synthesize metalic nanoparticles which have strong antibacterial potential via nanobiotechnological methods and evaluate their inhibitory effects against frequently grown bacteria, Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus aureus, in wound and burn area. Method: Metallic gold (Au), silver (Ag) and gold-silver (Au-Ag) nanoparticles were synthesized via Pelargonium sidoides root extract with nanobiofabrication method and their physicochemical characterizations were done with Fourier Transform Infrared Spectroscopy, Ultra Violet/Visible Spectroscopy, Transmission Electron Microscope and zetameter. Inhibitory effects of these nanoparticles against Staphylococcus epidermidis ATCC 12228 and Staphylococcus aureus ATCC 29213 were evaluated according to CLSI, 2016. Results: Gold, silver nanoparticles and gold-silver core-shell constructed nanoparticles were synthesized via bionanofabrication. Silver monometalic and gold-silver bimetalic nanoparticles were found to have strong antimicrobial effect against two most common pathogenic bacteria, Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus aureus, in wounds and burns area. Bimetalic nanoparticles solution with the strongest antibacterial activitiy was found effective at lower application volumes against S. aureus and S. epidermidis at 0.01 M 25 μL and 0.01 M 20 µL respectively. Extracellular proteolytic activity of S. aureus and S. epidermidis were suppressed via 10µL - 20 μL application volumes respectively while proliferation were not supressed. Conclusion: As a result of this study nanoparticles of gold monometalic, silver monometalic and gold-silver core-shell bimetalic nanoparticles were shynhesized via Pelargonium sidoides root extract and their antimicrobial and antiproteolytic effects against Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus aureus was determined for the first time. Key words: metalic nanoparticles, antibacterial, antiproteolytic, Staphylococcus, Pelargonium sidoides.