Elektrospinning yöntemi ile biyomedikal kullanıma yönelik nanolif yüzey üretimi ve uygulaması

Abstract

Bu çalışmada, elektro çekim yöntemi kullanılarak elde edilen poli(vinil alkol) (PVA)/sodyum alginat (NaAlg) karışımı nanolifli yüzey özelliklerine çözelti parametrelerinin etkisi incelenmiş ve devamında, bu yüzeylerin yara örtüsü olarak kullanım potansiyeli in vivo çalışmalarla araştırılmıştır.Öncelikle, PVA'nın sulu çözeltileri ile nanolifli yüzey üretimi denemeleri yapılmış, bir takım parametreler değiştirilerek yapılan üretimler gözlemlenmiştir. Ardından, sodyum alginatın iki farklı konsantrasyondaki sulu çözeltileri, PVA'nın sulu çözeltisi ile farklı hacim oranlarında karıştırılmış, elde edilen çözeltilere ait viskozite, yoğunluk, pH, elektrik iletkenliği ve yüzey gerilimi özellikleri tespit edilmiştir. Bu çözeltilerden elektro çekim yöntemi ile üretilen nanolifli yüzeyler, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile analiz edilmiş, ortalama lif çapları hesaplanmıştır. Böylece, çözelti parametreleri ile nanolif çapları ve yüzey özellikleri ilişkilendirilmiştir. Tez çalışmasının son ve en önemli kısmında, 2/1 %9 PVA / %1 NaAlg çözeltisinden elektro çekim ile elde edilen nanolifli yüzeyler, çapraz bağlama ve sterilizasyon işlemlerinden sonra yara örtüsü olarak değerlendirilmiştir. Çapraz bağlama işleminin başarısını değerlendirmek için yüzeylere, işlem öncesi ve sonrasında suya dayanım testi yapılmıştır. Nanolifli yüzeylere (çapraz bağlama öncesi ve sonrası) ve in vivo çalışmalarda kıyaslanacağı ticari alginatlı yara örtüsü, Suprasorb-A'ya, kalınlık, hava geçirgenliği ve su emicilik testleri ve SEM analizleri uygulanmıştır. Nanolifli yüzeylerin yara iyileştirme performansının değerlendirildiği in vivo çalışmalarında, tavşanlarda oluşturulan yaralara ticari yara örtüleri (tül gre, Bactigras, Suprasorb-A) ile birlikte elektro çekim yöntemi ile elde edilen PVA/NaAlg nanolifli yüzey kapatılmış, belirlenen günlerde yara küçülmeleri hesaplanarak makroskobik değerlendirmeler yapılmıştır. Ayrıca, yine belirlenen günlerde yara alanlarından alınan doku örneklerine ait kesitler, histolojik değerlendirmeye tabi tutulmuştur. Böylece, ticari örtülerin ve nanolifli yüzeyin epitelizasyon üzerindeki etkileri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir.Çalışmanın sonunda, çözelti parametrelerinin nanolif yüzey özellikleri ve çap değerleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu görülmüştür. In vivo çalışmasından elde edilen sonuçlar ise, nanolifli yüzeylerin yara örtüsü olarak kullanım potansiyeli olduğu öngörüsünü doğrulamıştır.

In this study, it was investigated that the effects of solution parameters on properties of electrospun poly(vinyl alcohol) (PVA) / sodium alginate (NaAlg) nanofibrous mats and then the usage potential of these nanofibrous mats as wound dressings was examined via in vivo experiments.Primarily, production of electrospun nanofibrous mats from aqueous PVA solutions was observed by using different paremeters. Afterwards, aqueous solutions of sodium alginate with two different concentrations were blended with aqueous solution of PVA, in different volume ratios. After the determination of these solutions' properties such as viscosity, density, electrical conductivity, pH and surface tension, electrospun alginate nanofibers were analyzed by using Scanning Electron Microscope (SEM) and average fiber diameters were measured. So, relationship between solution properties and fiber diameters, surface properties were investigated. At the final and most important stage of this study, electrospun nanofibrous mats produced from 2/1 %9 PVA / %1 NaAlg solution were experienced (evaluated) as wound dressing after crosslinking and sterilization processes. To evaluate efficiency of crosslinking application, water resistance properties of the nanofibrous mats were examined before and after crosslinking. Thickness measurement, air permeability and water absorbency tests and SEM analysis were carried out for the nanofibrous mats (before and after crosslinking) and Suprasorb-A which is a commercial alginate wound dressing. In vivo experiments purposed to investigate wound healing performance of the nanofibrous mats, full thickness wounds were created on rabbits. Commercial wound dressings (gauze, Bactigras, Suprasorb-A) and electrospun PVA/NaAlg nanofibrous mat were applied on these wounds. For macroscopic evaluation of wound healing, wound margins were measured on the determined days and the percentages of wound shrinking were calculated. Also, the cross sections of skin specimens taken from each wound region were evaluated histopathologically on determined days. So, the effects of the commercial dressings and the nanofibrous mat on epithelialization were investigated comparatively.At the end of the experimental studies, it was observed that the solution parameters had an important effect on surface properties and diameters of nanofibers. Also, the results of in vivo experiments verified the foresight for the usage potential of electrospun nanofibrous mats as wound dressing.