Optimum Poli(bütilen süksinat) katkı oranıyla hidrofobik Poli(laktik asit)’den sıvı emici içi boş nanolif elde edilmesi

Yıl 2025, Cilt: 40 Sayı: 3, 1903 - 1920, 21.08.2025

Ecem Özdilek , Sema Samatya Yılmaz , Ayşe Aytac

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1502130

Öz

Bu çalışmada, Poli (laktik asit) (PLA) matrisi, mekanik özelliklerinin geliştirilmesi amacıyla belirli oranlarda (ağırlıkça %3, %5, %7 ve %10) Poli(bütilen süksinat) (PBS) ile karıştırıldı ve tek beslemeli elektroçekim yöntemiyle nanolifler üretildi. PBS'nin PLA üzerindeki etkisi Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Fourier Dönüşümü Kızılötesi (FTIR), Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC), mekanik analiz ve temas açısı testleriyle incelenmiştir. PLA'nın PBS ile optimum karışım oranı %7 olarak belirlenmiştir. PLA-7PBS nanolifinin % uzaması (%15,05), saf PLA'nınkine (%5,46) göre yaklaşık 3 kat artmıştır. Dahası, PLA-7PBS nanolifi 147° temas açısı değeriyle süperhidrofobik karaktere en yakın malzeme olarak elde edilmiştir. Ardından optimum PLA/PBS karışım oranından çift bileşenli elektroçekim yöntemiyle içi boş nanolif üretilmiştir. Yapının iç boşluğu SEM, FTIR ve DSC analizleriyle kanıtlanmıştır. PLA-7PBS nanolifinin çekme dayanımı 0.31 MPa iken, PLA-7PBS-içi boş nanolifininki 0.61 MPa değerine yükselmiştir. PLA-7PBS-içi boş nanolifin fibroblast hücre hattına karşı 24. ve 48. saatteki sitotoksisitesi incelenmiştir. PLA-7PBS-içi boş nanolife temas açısı testi yerine sıvı emme kapasitesi ve kuruma süresi testleri yapılmıştır. Yüksek hidrofobik PLA-7PBS yapısı, içi boş olarak üretildiğinde %611,90 değeriyle yüksek sıvı emme kapasitesine sahip olmuştur. PLA-7PBS-içi boş nanolif 24. ve 48. saatte sırasıyla %122 ve %118 fibroblast hücre canlılığı sergilemiştir. Biyouyumlu ve biyobozunur PLA-7PBS-içi boş nanomalzemesi potansiyel bir yara örtüsü adayı olarak sunulmuştur.

Anahtar Kelimeler

PLA , PBS , içi boş , nanolif , diaksiyel.

Teşekkür

Bu çalışma TÜBİTAK 2209-A Üniversite Öğrencileri Araştırma Projelerini Destekleme Programı (2023/2 Dönemi) tarafından "Elektroçekim Yöntemiyle PLA/PBS Kapsüllü Propolis Yara Örtüsü Üretimi" isimli proje ile desteklenmiştir.

Kaynakça

• 1. Calabrò P.S., Grosso M., Bioplastics and waste management, Waste Manage, 78, (800–801), 2018.
• 2. Çoban M., Aytaç A., Investigation of the different nanoparticules effects on the improved flame retardancy properties and plasticized of poly (lactic acid), Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 32 (4), 1109-1120, 2017.
• 3. Lim S.T., Hyun Y.H, Choi H.J., Jhon M.S., Synthetic biodegradable aliphatic polyester/montmorillonite nanocomposites, J. Chem. Mater., 14, 1839-1846, 2002.
• 4. Mani R., Bhattacharya M., Properties of injection moulded blends of starch and modified biodegradable polyesters, Eur. Polym., 37 (3), 515–526, 2001.
• 5. Pivsa-ArT W., Kazunori Fujii K., Nomura K., Aso Y., Ohara H., Yamane H, The effect of poly(ethylene glycol) as plasticizer in blends of poly(lactic acid) and poly(butylene succinate), J. Appl. Polym. Sci., 133 (8), 43044-43054, 2016.
• 6. Mohanty A.K, Misra M., Drzal. L.T., Natural Fibers, Biopolymers, and Biocomposites, CRC Press, Florida, 2005.
• 7. Tsuji H., Poly(lactide) stereo complexes formation, structure, properties, radation, and applications, Macromol. Biosci., 5, 569-597, 2005.
• 8. Liu X., Dever M., Fair N., Benson R.S., Thermal and mechanical properties of poly(lactic acid) and poly(ethylene/butylene succinate) blends, J. Polym. Environ., 5, 225–235, 1997.
• 9. Su S., Kopitzky R., Tolga Ş., Kabasci S., Polylactide (PLA) and ıts blends with poly(butylene succinate) (PBS): a brief review, Polymers, 11, 1193, 1-21, 2019.
• 10. Somsunan R., Noppakoon S., Punyodom W., Effect of G40 plasticizer on the properties of ternary blends of biodegradable PLA/PBS/G40, J. Polym. Re., 26, 92, 2019.
• 11. Kurtoğlu A.H., Karataş A., Current approaches to wound therapy: modern wound dressıngs, J. Fac. Pharm. Ankara Uni., 38 (3), 211-232, 2009.
• 12. Samatya Yılmaz S., Aytac A., The highly absorbent polyurethane/polylactic acid blend electrospun tissue scaffold for dermal wound dressing, Polym. Bull., 80, 12787–12813, 2023.
• 13. Choi I.S., Kim Y.K., Hong S.H., Seo H.J., Hwang S.H., Kim J., Lim S.K., Effects of polybutylene succinate content on the rheological properties of polylactic acid/polybutylene succinate blends and the characteristics of their fibers, Materials, 17, 662. 2024.
• 14. Zhang X., Liu Q., Shi J., Ye H., Zhou Q., Distinctive tensile properties of the blends of Poly(l-lactic acid) (PLLA) and Poly(butylene succinate) (PBS), J. Polym. Environ., 26, 1737–1744, 2019.
• 15. Phiriyawirut M., Sarapat K., Sirima S., Prasertchol A., Porous electrospun nanofiber from biomass-based polyester blends of polylactic acid and polybutylene succinate, Open J. Polym. Chem., 9, 1-15, 2019.
• 16. Cooper C.J., Mohanty A.K., Misra M., Electrospinning process and structure relationship of biobased poly(butylene succinate) for nanoporous fibers, ACS Omega, 3, 5547−5557, 2018.
• 17. Abdullah T., Saeed U., Memic A., Gauthaman K., Hussain M.A., Turaif H.A., Electrospun cellulose nano fibril reinforced PLA/PBS composite scaffold for vascular tissue engineering, J. Polym. Res., 26 (110), 2019.
• 18. Samatya Yilmaz S., Aytac A., Poly(lactic acid)/polyurethane blend electrospun fibers: structural, thermal, mechanical and surface properties, Iranian Polym. J., 30, 873–883, 2021.
• 19. İşgen H.B., Samatya Yılmaz S., Aytac A., The production of hollow nanofibers from pbs / tpu blends by coaxial electrospinning method. Gazi Uni. J. Sci., 37 (1), 64-73, 2024.
• 20. Samatya Yilmaz, S., Aytac, A. Fabrication and characterization as antibacterial effective wound dressing of hollow polylactic acid/polyurethane/silver nanoparticle nanofiber. J. Polym. Res., 29, 473, 2022.
• 21. Rodriguez-Uribe A. Harder N., Misra M., Mohanty A., Biocomposites from poly (butylene succinate-co-butylene adipate) biodegradable plastic and hop natural fiber: studies on the effect of compatibilizer on performance of the composites, Compo. Part C: OA, 12, 100408, 2023.
• 22. Phua Y.J., Chow W.S., Mohd Ishak Z.A., Reactive processing of maleic anhydride-grafted poly(butylene succinate) and the compatibilizing effect on poly(butylene succinate) nanocomposites. Expr. Polym. Lett., 7 (4), 340–354, 2013.
• 23. Rasheed M., Jawaid M., Parveez B., Hussain Bhat A., Alamery S., Morphology, structural, thermal, and tensile properties of bamboo microcrystalline cellulose/poly(lactic acid)/poly(butylene succinate) composites. Polymers, 13 (3), 465-478, 2021.
• 24. Salam, A., Khan, M.Q., Hassan, T., Hassan N., Nazir A., Hussain T., Azeem M., Kim I.O., In-vitro assessment of appropriate hydrophilic scaffolds by co-electrospinning of poly(1,4 cyclohexane isosorbide terephthalate)/polyvinyl alcohol, Sci Rep., 10, 19751-19763, 2020.
• 25. Samatya Yılmaz S., Aytac A., The effect of different compatibilizers on the properties of prepared poly(lactic acid)/polyurethane nanofibers by electrospinning, J. Ind. Text., 51 (5), 8428S-8451S, 2022.
• 26. Chougule R.B., Masti S.P., Kasai D.R., Mudegowdra B.S., Influence of Gum Ghatti on Morphological and Mechanical Properties of Poly(vinyl alcohol)/Poly(vinyl pyrrolidone) Blend Films, Der Pharm. Chem., 10 (1), 1-6, 2018.
• 27. Akhgari A., Ghalambor Dezfuli A., Rezaei M., Kiarsi M., Abbaspour M., The design and evaluation of a fast-dissolving drug delivery system for loratadine using the electrospinning method. Jundishapur J. Nat. Pharm. Prod., 11 (2), 33613-33623, 2016.
• 28. Chen K., Hu, H., Zeng Y., Pan H., Wang S., Zhang Y., Shi L., Tan G., Pan W., Liu H., Recent advances in electrospun nanofibers for wound dressing, Eur. Polym. J., 178, 111490. 2022.
• 29. Obagi Z., Damiani, G., Grada, A., Falanga V., Principles of Wound Dressings: A Review, Surg. Technol. Int., 35, 50-57, 2019.
• 30. Kumar G., Khan F.G., Abro M.I., Aftab U., Jatoi A.W., Development of cellulose acetate/CuO/AgNP nanofibers based effective antimicrobial wound dressing. Compos. Commun., 39, 101550. 2023.
• 31. Yang Y., Du Y., Zhang J., Zhang H., Guo B., Structural and Functional Design of Electrospun Nanofibers for Hemostasis and Wound Healing. Adv. Fiber Mater., 4, 1027–1057, 2022.
• 32. Tay L.Y., Herrera D.R., Quishida C.C.C, Carlos I.Z., Jorge J.H., Effect of water storage and heat treatment on the cytotoxicity of soft liners, Gerodontology., 29 (2), 275-280, 2012.
• 33. Lopez-Garcia J., Lehocký H., Humpolíček P., Saha P., HaCaT Keratinocytes Response on Antimicrobial Atelocollagen Substrates: Extent of Cytotoxicity, Cell Viability and Proliferation, J. Funct. Biomater., 5 (2), 43-57, 2014.
• 34. Alippilakkotte S., Kumar S., Sreejith L., Fabrication of PLA/Ag nanofibers by green synthesis method using Momordica charantia fruit extract for wound dressing applications, Coll. Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects., 529, 771-782, 2017.