Elektroçekim Yöntemiyle Üretilen Biyouyumlu Katkılar İçeren PLA Bazlı Nanolifli Yüzeylerde Mikroyapı İncelemeleri

Year 2023, Volume: 23 Issue: 6, 1525 - 1532, 28.12.2023

Nihat Tosun , Dilan Şen Ulusal , Gül Tosun

https://doi.org/10.35414/akufemubid.1264969

Abstract

Bu çalışmada, tıbbi ve biyomalzeme olarak kullanılmak üzere biyouyumluluk oranları iyi olan farklı özelliklere sahip titanyum dioksit (TiO2), hidroksi apatit (HA) ve polilaktik asit (PLA) kullanılarak farklı konsantrasyon ve karışım oranlarında farklı çözeltiler hazırlanmış ve bu farklı çözeltilerden sabit proses parametrelerinde elektro çekim yöntemi kullanılarak nanolifli yüzeyler üretildi. Üretilen nanolif örtülerin karakteristik özellikleri, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve EDX analizleri ile belirlendi. Deney sonuçlarından, HA veya TiO2 miktarındaki artışının boncuk oluşumunu ve lif çaplarını arttırdığı tespit edilmiştir. FT-IR analiz sonuçları incelendiğinde tüm deney sonuçlarında olağandışı bir farklılığa rastlanmamıştır.

Keywords

Elektroçekim, Nanolif, Polilaktik asit, Hidroksiapatit, Titanyum dioksit

Supporting Institution

Fırat Üniversitesi

Project Number

MF.20.34

Thanks

Bu tez çalışması, Fırat Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi (FÜBAP) tarafından MF.20.34 protokol numaralı proje ile desteklenmiştir.

Microstructure Investigations on PLA-Based Nanofiber Surfaces Containing Biocompatible Additives Produced by Electrospinning Method

Abstract

In this study, different solutions with different concentrations and mixing ratios were prepared using titanium dioxide (TiO2), hydroxyapatite (HA) and polylactic acid (PLA) with good biocompatibility rates for use as medical and biomaterials, and nanofibrous surfaces were produced from these different solutions using electrospinning method in fixed process parameters. The characteristic properties of the nanofiber surfaces produced were determined by Scanning Electron Microscopy (SEM) and EDX analysis. From experimental results, it was determined that the increase in the amount of HA or TiO2 increased the bead formation and fiber diameters. When the FT-IR analysis results were examined, no unusual difference was found in all test results.

Keywords

Electrospinning, Nanofiber, Polylactic acid, Hydroxyapatite, Titanium dioxide

Project Number

MF.20.34

References

• Andrady, A.L., 2008. Science and Technology of Polymer Nanofibers, Wiley Pres, New Jersey.
• Arslan, Y.E., 2007. Elektrodöndürme Teknigiyle Olusturulan Polimer Nano-Liflerin Memeli Hücresi Etkilesimlerinin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Anabilim Dalı, Ankara, 51s.
• Badami, A.S., Kreke, M.R., Thompson, M.S., Riffle, J.S., Goldstein, A.S., 2006. Effect of Fiber Diameter on Spreading, Proliferation, Anddifferentiation of Osteoblastic Cells on Electrospun Poly(Lactic Acid) Substrates. Biomaterials, 27, 596–606.https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2005.05.084
• Badıllı, U. ve Tarımcı, N., 2009. Elektro-Püskürtme Yöntemi ve Nanoteknolojideki Uygulamaları. Ankara Universitesi Eczacılık Fakültesi Dergisi, 38 (2), 117-135. https://doi.org/10.1501/Eczfak_0000000521
• Çağlayan, B., 2019. Elektrolif Çekim Yöntemiyle Üretilen Nanoliflerin Yara Örtülerinde İlaç Salınım Sistemi Olarak Kullanımı. Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı, İzmir, 99s.
• Çakmak, Y., 2014. Elektrostatik Lif Çekim Yöntemiyle Bor Katkılı Nanolif Yüzey Eldesi. Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Isparta, 97s.
• Çallıoğlu, F.C., 2013. Silindirli Elektro Lif Çekim Yöntemi ile Nano Lif Üretimi. Tekstil ve Mühendis, 20(91), 35-49.
• Deitzel, J.M., Kleinmeyer J., Harris D., Becktan N.C., 2001. The Effect of Processing Variables on the Morphology of Electrospun Nanofibers and Textiles. Polymer, 42(1), 261-272. https://doi.org/10.1016/S0032-3861(00)00250-0
• Doshi, J., Reneker D.H., 1995. Electrospinning Process and Applications of Electrospun Fibers. Journal of Electrostatics, 35(2-3), 151-160. https://doi.org/10.1016/0304-3886(95)00041-8
• Dosunmu, O.O., Chase, G.G., Kataphinan, W., Reneker, D.H., 2006. Electrospinning of Polymer Nanofibres from Multiple Jets on a Porous Tubular Surface. Nanotechnology, 17(4), 1123-1127. https://doi.org/10.1088/0957-4484/17/4/046
• Duygulu, N., 2020. Elektro Eğirme Yöntemiyle Nano Boyutlu TiO2 Parçacık Katkılı PLA Nanofiber Üretimi. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi, 10 (1), 7-18.
• Frenot, A., Chronakis, I.S., 2003. Polymer Nanofibers Assembled by Electrospinning. Current Opinion in Colloid & Interface Science, 8(1), 64-75.
• Huang, Z.M., Y.Z. Zhang, M. Kotaki, Ramakrishna, S., 2003. A Review on Polymer Nanofibers by Electrospinning and Their Applications in Nanocomposites. Composite Science and Technology, 63(15), 2223-2253. https://doi.org/10.1016/S0266-3538(03)00178-7
• Jiang, H., Hu, Y., Li, Y., Zhao, P., Zhu, K., Chen, W., 2005. A Facile Technique to Prepare Biodegradable Coaxial Electrospun Nanofibers for Controlled Release of Bioactive Agents. Journal of Controlled Release, 108, 237–243. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2005.08.006
• Kılıç, A., Oruç, F., Demir, A., 2008. Effects of Polarity on Electrospinning Process. Textile Research Journal, 78(6), 532-539.
• Kleinmeyer, J., Deitzel J. M., Harris D., Tan N.C.B., 2001. Electrospinning of Polymer Nanofibers with Specific Surface Chemistry. Polymer, 42(1), 261-272.
• Krucinska, I., Gliscinska, E., Chrzanowski, M., Komisarczyk, A., 2010. Multi-Nozzle Laboratory Stand For Electrospinning Process. AUTEX 2010, 10th World Textile Conference Proceedings, pp. 25, June 21-23, Vilnius, Lithuania.
• Li, D., Xia, Y., 2004. Electrospinning of Nanofibers: Reinventing the Wheel. Advanced Materials, 16(14), 1151-1170. https://doi.org/10.1002/adma.200400719
• Mülazım, İ. ve Canpolat, M.F., 2017. Farklı Tipteki Toplayıcı Plakaların Elektrostatik Çekim ile Elde Edilen Nanoliflerin Morfolojisi Üzerine Etkilerinin Araştırılması. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 29 (1), 161-170.
• Özmen, G., Aksoy, S.A., 2020. Eş Eksenli Elektro Lif Çekim Yöntemiyle Termal Enerji Depolama Özellikli Kompozit Nanolif Üretimi Üzerine Bir Araştırma. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 8(4), 1248 – 1259.
• Swain S. K., Dash S., Behera C., Kisku S. K., Behera L., 2013. Cellulose Nanobiocomposites with Reinforcement of Boron Nitride: Study of Thermal, Oxygen Barrier and Chemical Resistant Properties. Carbohydrate Polymers, 95(2), 728-732. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.02.080
• Uslu, E., 2020. Elektro Eğirme Yöntemiyle Üretilen Farklı Nanoelyaflarla Takviye Edilmiş Polimer Matrisli Kompozitlerin Mekanik Özelliklerinin Belirlenmesi. Doktora Tezi, Atatürk Üniversitesi, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Erzurum, 113s.
• Üstündağ, G.C. ve Karaca, E., 2009. Poli (vinil alkol)/sodyum alginat karışımlarından elektro çekim yöntemi ile elde edilen nanolifli yüzeylerin incelenmesi. Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 14(1), 159-172.
• Van Der Schueren, L., Schoenmaker, B.D., Kalaoglu Altan Ö.İ., Clerck, K.D., 2011. An Alternative Solvent System for the Steady State Electrospinning of Polycaprolactone. European Polymer Journal, 47(6), 1256-1263. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2011.02.025
• Wu, Y., Mackay, A., Mcdaniel, J.R., Chilkoti, A., Clark, R. L., 2009. Fabrication of Elastin- Like Polypeptide Nanoparticles for Drug Delivery by Electrospraying. Biomacromolecules, 10(1), 19-24. https://doi.org/10.1021%2Fbm801033f
• Yıldız, A., Demir, C., Bayramol, D.V., Ağırgan, A.Ö., 2021. Fe3O4@HA@Ag Nanokompozitlerin Hazırlanması, PVP ile Nanolif Üretimi ve Karakterizasyonu. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 27(7), 794-799
• Yoshimoto, H., Shin, Y.M., Terai, H., Vacanti, J.P., 2003. A biodegradable nanofiber scaffold by electrospinning and its potential for bone tissue engineering. Biomaterials, 24(12), 2077-2082. https://doi.org/10.1016/S0142-9612(02)00635-X