Elektrospin yöntemi ile bitki esaslı biyokompozit nanofiberlerin üretimi, karakterizasyonu ve uygulamaları

Abstract

Bu tez çalışmasında, çevresel sürdürülebilirlik ve yeşil teknolojinin kullanımı amacıyla, yenilenebilir doğal kaynaklar kullanılarak yeni nesil antibakteriyel nanofiberler üretilmiştir. Bu amaçla antibakteriyel özellikleri bilinen Malva sylvestris L., Allium sativum L., Allium cepa L. bitkilerinin maserasyonuyla elde edilen biyoaktif materyal (MSt, MSs, MSe, ASe, ACe), biyokompozit hazırlanırken katkı/takviye malzemesi olarak kullanılmıştır. PVA biyopolimer matrisi ve farklı derişimde biyomateryal takviyesiyle biyokompozitler hazırlanmıştır. Biyokompozitlerin çözelti özellikleri belirlenmiştir. Nanofiberlerin üretim koşulları, biyokompozit bileşimi, çözelti derişimi, voltaj, iğne ucu ve toplayıcı arası mesafe, ortam sıcaklığı ve nemi, çözelti akış hızı vb. araştırılmış ve en uygun koşullar belirlenmiştir. Uygun parametreler belirlendikten sonra bu biyokompozitlerden elektrospinning tekniğiyle antibakteriyel nanofiberlerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Nanofiberlerin karakterizasyonu SEM ve FTIR teknikleriyle yapılmıştır. Hazırlanan nanofiberlerin patojen olarak belirlenen, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa bakterilerine karşı mikrodilüsyon yöntemiyle antibakteriyel aktivite testleri yapılmıştır. Literatürde antibakteriyel özellikleri bilinen bitki ekstraktları kullanılarak hazırlanan nanofiberlerin test edilen bu üç mikroorganizmaya karşı antibakteriyel aktiviteye sahip olduğu tespit edilmiştir.

In this thesis, new generation antibacterial nanofibers were produced by using renewable natural resources for the purpose of environmental sustainability and the use of green technology. For this purpose, the bioactive materials (MSt, MSs, MSe, ASe, ACe) obtained by maceration of Malva sylvestris L., Allium sativum L., and Allium cepa L. plants, which have known antibacterial properties, were used as an additive/reinforcement material while preparing the biocomposite. Biocomposites were prepared with a PVA biopolymer matrix and different concentrations of biomaterial reinforcement. The solution properties of biocomposites were determined. The most suitable conditions were determined for production of nanofibers, biocomposite composition, solution concentration, voltage, distance between needle tip and collector, ambient temperature and humidity, solution flow rate, etc. After determining the appropriate parameters, antibacterial nanofibers were produced from these biocomposites by an electrospinning technique. The characterization of nanofibers was performed by SEM and FTIR techniques. Antibacterial activity tests were carried out by the microdilution method against Escherichia coli, Staphylococcus aureus, and Pseudomonas aeruginosa bacteria, which were determined as pathogens for the prepared nanofibers. It has been found that the nanofibers made with plant extracts that are known to be antibacterial are also antibacterial against these three microorganisms that were tested.