Farklı Morfolojilerde Titanyum Dioksit Nanosistemlerin Üretilmesi, Karekterizasyonu ve Biyolojik Uygulamaları
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, PROSES VE REAKTÖR TASARIMI ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: NURAY SERGİNAY
Danışman: Mehmet Yılmaz
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Amaç: Tez kapsamında biyo-esinlenmiş bir malzeme olan L-DOPA'nın polimer formu (PLDOPA) kullanılarak farklı morfolojilere sahip TiO2 nano yapıların (nanotel (NW) ve nanoçiçek (NF)) gümüş (Ag) nano yapılar ile dekore edilmesi (TiO2@PLDOPA@Ag) ve bu nano yapıların antibiyotiğe dirençli Gram-negatif (Escherichia coli) ve Gram-pozitif (Staphylococcus aureus) bakterilere karşı antibakteriyel aktiveteleri ile akciğer sağlıklı (MRC5) ve kanser (A549) hücre hatları üzerindeki sitotoksik etkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Yöntem: TiO2 NW nano yapıları hidrotermal, TiO2 NF nano yapıları ise solvotermal yöntemle sentezlenmiş ve ardından, L-DOPA'nın oksidatif polimerizasyonu vasıtasıyla TiO2 NP'ler (TiO2@PLDOPA) üzerine konformal ince bir PLDOPA filmi biriktirilmiştir. Bu işlem, katekol ve amin gibi çeşitli fonksiyonel gruplara sahip olan PLDOPA ince filminin, Ag iyonlarını TiO2 NP'lerin yüzeyine indirgeyerek Ag nanopartikül (NP) birikimini sağlamıştır. Bu yöntem sayesinde elde edilen nanokompozitler, herhangi bir yüzey aktif madde veya indirgeyici ajan kullanılmaksızın yüksek stabilitede üretilmiştir. Ag iyonlarının konsantrasyonu değiştirilerek, TiO2@PLDOPA koloidal kompozit sistem (TiO2@PLDOPA@Ag NP) üzerine dekore edilmiş Ag nano yapıların boyutu, morfolojisi ve parçacıklar arası mesafe hassas bir şekilde kontrol edilebilmiştir. Elde edilen tüm sistemlerin E.coli ve S. Aureus üzerine antibakteriyel etkileri ile akciğer sağlıklı (MRC5) ve kanser (A549) hücre hatları üzerindeki sitotoksik etkileri uygun yöntemler ile belirlenmiştir. Bulgular: TiO2 NW'ler, 50 ila 130 nm çapında değişen, ortalama uzunluğu 85 nm olan nano yapılar olarak elde edilmiştir. Aynı şekilde, TiO2 NF'lerin çapı 0.8 ile 1.7 μm arasında değişiklik gösterirken, ortalama boyutları 1.4 μm olarak elde edilmiştir. Ag nano yapılarının boyutu, yoğunluğu ve morfolojisi, Ag iyonlarının miktarı değiştirilerek kontrol edilebilmiştir. Önerilen sistem, hem Gram-negatif (E. coli) hem de Gram-pozitif (S. aureus) bakterilere karşı doza bağlı bir şekilde belirgin antibakteriyel aktivite sergilemiştir. Biriken Ag nano yapılarının miktarının, TiO2 NW@PLDOPA@Ag NP ve TiO2 NF@PLDOPA@Ag NP sistemlerinin antibakteriyel aktivitesi ile yüksek düzeyde ilişkili olduğu gözlenmiştir. Benzer şekilde TiO2 NW@PLDOPA@Ag ve TiO2 NF@PLDOPA@Ag nano yapısı, kimyasal yöntemle sentezlenen Ag NP'lere kıyasla daha düşük sitotoksisite göstermiştir. Sonuç: Ag NP'lerin boyutu, sayı yoğunluğu ve parçacıklar arası mesafesi, Ag iyonlarının sayısı değiştirilerek kontrol edilmiştir. Gümüş dekorasyonu ile iki ayrı morfolojik yapıya sahip TiO2 NP'lerin antibakteriyel ve sitotoksik özellikleri önemli ölçüde artmıştır ve bu metodun farklı morfolojilerdeki partiküllere uygulanabilirliği başarılı bir şekilde gösterilmiştir. Anahtar Kelimeler: PLDOPA, TiO2 nano yapılar, TiO2 nanoçiçekler, TiO2 nanoteller,gümüş nano yapılar, antibakteriyel ajan, Gram-negatif bakteri, Gram-pozitif bakteri, sitotoksik etki, kanser hücre hatları.