Keratin içeren bakteriyel selüloz tabanlı yeni bir kompozit biyomalzeme üretimi, karakterizasyonu ve biyoyapay deri geliştirilmesinde kullanım potansiyelinin araştırılması

Abstract

Bu tezde Acetobacter xylinum tarafından üretilen bakteriyel selüloz (BS), insan keratin proteini ile birleştirilerek yeni bir doğal kompozit biyomalzeme üretimi gerçekleştirilmiştir. Çalışmada üretimle eş zamanlı (in situ) ve üretim sonrasında (post) olmak üzere iki farklı yaklaşım kullanılarak BS tabanlı keratin içeren yeni bir nanokompozit malzeme üretilmiştir. Atık insan saçından keratin izolasyonu Shindai yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. BS'ye in situ olarak %1, 2, 3 w/v, üretim sonrası (post) 0,1 ml/cm2 keratin çözeltisi (3,66 mg/ml) kullanılarak modifikasyonlar uygulanmıştır. Üretimler sonrası %3 keratin ile in situ BS/keratin kompoziti ve post modifiye BS/keratin kompozitlerinin SEM, EDX, FTIR, XRD, sitotoksisite ve endotoksisite analizleri ile ileri karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Üretilen yeni BS/keratin kompozitinin biyoyapay deri geliştirmede kullanım potansiyelinin araştırılması amacıyla in vitro hayvan hücre kültürü teknikleri ile insan deri fibroblast ve keratinosit hücreleri ile olan ko-kültür etkileşimlerine bakılmıştır. BS'nin keratin ile birleştirilmesi deri hücreleri ile etkileşimi destekleyici özellikte, biyoyapay deri malzemesi geliştirmede yüksek potansiyele sahip olabilecek yeni bir kompozit biyomalzeme üretimi ile sonuçlandırılmıştır.Anahtar sözcükler: Bakteriyel selüloz, keratin, deri, kompozit biyomalzemeler

In this thesis, a new natural biocomposite production has been done by combining bacterial cellulose (BC) produced by Acetobacter xylinum with keratin protein isolated from human hair. Two different composite production approaches have been used named as in situ production and post modification. Both two methods have yielded successful results for production of BC based nanocomposite-containing keratin. Keratin isolation from human hair has been performed with Shindai method. BC modifications have been made using 1, 2, 3 % w/v keratin for in situ production and 0,1 ml/cm2 keratin (3,66 mg/ml) for post modification. A new biocomposite materials have been investigated for surface properties, appearence, elemental analysis, chemical bond structure, cytotoxicity and endotoxicity. Human skin fibroblast and keratinocyte cells coculture interaction have been investigated by using in vitro animal cell culture techniques for the assessment of application potential of the new BC/keratin composites as bioartificial skin.Combining of BC with keratin have been provided a new composite biomaterial production which could have high potential for bioartificial skin by supporting skin cells.Keywords: Bacterial cellulose, keratin, hair, skin, composite biomaterials