Review

SMART MATERIALS AND THEIR ADVANCED BIOMEDICAL APPLICATIONS: HNT AND HNT-POLYMER COMPOSITES

Volume: 31 Number: 4 December 22, 2023
TR EN

AKILLI MALZEMELER VE İLERİ BİYOMEDİKAL UYGULAMALARI: HNT VE HNT-POLİMER KOMPOZİTLERİ

Öz

Doğada var olduğu bilinen alüminosilikat kil minerallerine (Al2Si2O5(OH)4·nH2O) halloysit nanotüpler (HNT'ler) olarak adlandırılır. Katmanlı, küresel, yassı ve diğer formlarda bulunan HNT'ler sentetik olarak elde edilebildiği gibi doğal olarak da elde edilebilmektedir. Dış çapı 50 nm ve uzunluğu 500 ile 1000 nm arasında değişen HNT'ler içi boş ve nanotüp şeklinde bir yapıya sahiptir. Brezilya, Türkiye, Yeni Zelanda, Çin, Amerika Birleşik Devletleri, Kore, Japonya ve Fransa'da doğal yatakları bulunan ve cevher saflaştırma yoluyla elde edilebilen düşük maliyetli bir malzemedir. HNT'ler, yüksek yüzey alanları, büyük gözenek hacimleri, reolojik özellikleri, yüksek etkileşimleri ve biyopolimerlerle yüksek bağlanma kapasiteleri sayesinde çok çeşitli alanlarda kullanılırlar. Örneğin, HNT'ler atık su arıtımı ve organik kirleticilerin ve boyaların uzaklaştırılması gibi çevresel uygulamalarda da sıklıkla kullanılan bir malzeme haline gelmiştir. Ayrıca nanoelektronik ve nanokompozitlerin üretiminde, katalitik çalışmalarda, makyaj malzemelerinde alev geciktiricilerde, adli bilimlerde ve biyomedikal alanlarda da kullanılmaktadır. Biyomedikal alanda kullanılan HNT'nin kendine özgü özellikleri çok sayıda uygulama için alternatif bir malzemedir. Bu derlemede, HNT'lerin ilaç taşıyıcı sistemler, immün terapi, anti-enfeksiyon uygulamaları, kanser tedavisi, biyogörüntüleme, biyoalgılama uygulamaları, doku mühendisliği uygulamaları, implantlar ve hijyen-kozmetik malzemelerinde kullanım avantajlarının ortaya konulması amaçlanmaktadır.

Anahtar Kelimeler

Halloysite nanotube , HNTs , clay , HNT-polymer composite , biomedical application

References

  1. Abdollahi Boraei, S. B., Nourmohammadi, J., Bakhshandeh, B., Dehghan, M. M., Gholami, H., Calle Hernández, D., ... & Ferrari, B. (2021). Enhanced osteogenesis of gelatin-halloysite nanocomposite scaffold mediated by loading strontium ranelate. International Journal of Polymeric Materials and Polymeric Biomaterials, 70(6), 392-402. doi:https://doi.org/10.1080/00914037.2020.1725754
  2. Abhinayaa, R., Jeevitha, G., Mangalaraj, D., Ponpandian, N., & Meena, P. (2019). Toxic influence of pristine and surfactant modified halloysite nanotubes on phytopathogenic bacteria. Applied Clay Science, 174, 57-68. doi: https://doi.org/10.1016/j.clay.2019.03.022
  3. Abhinayaa, R., Jeevitha, G., Mangalaraj, D., Ponpandian, N., Vidhya, K., & Angayarkanni, J. (2018). Cytotoxic consequences of Halloysite nanotube/iron oxide nanocomposite and iron oxide nanoparticles upon interaction with bacterial, non-cancerous and cancerous cells. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 169, 395-403. doi: https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2018.05.040
  4. Arshad, M. S., Qaiser, M., Mahmood, K., Shoaib, M. H., Ameer, N., Ramzan, N., ... & Abbas, G. (2022). Chitosan/halloysite nanotubes microcomposites: A double header approach for sustained release of ciprofloxacin and its hemostatic effects. International Journal of Biological Macromolecules, 212, 314-323.
  5. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.05.138
  6. Azmi, S., Razak, S. I. A., Abdul Kadir, M. R., Iqbal, N., Hassan, R., Nayan, N. H. M., ... & Shaharuddin, S. (2017). Reinforcement of poly (vinyl alcohol) hydrogel with halloysite nanotubes as potential biomedical materials. Soft Materials, 15(1), 45-54. doi: https://doi.org/10.1080/1539445X.2016.1242500
  7. Barman, M., Mahmood, S., Augustine, R., Hasan, A., Thomas, S., & Ghosal, K. (2020). Natural halloysite nanotubes/chitosan based bio-nanocomposite for delivering norfloxacin, an anti-microbial agent in sustained release manner. International Journal of Biological Macromolecules, 162, 1849-1861. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.08.060
  8. Barot, T., Rawtani, D., & Kulkarni, P. (2020a). Physicochemical and biological assessment of silver nanoparticles immobilized Halloysite nanotubes-based resin composite for dental applications. Heliyon, 6(3), e03601 doi: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e03601
  9. Barot, T., Rawtani, D., & Kulkarni, P. (2020b). Development of chlorhexidine loaded halloysite nanotube based experimental resin composite with enhanced physico-mechanical and biological properties for dental applications. Journal of Composites Science, 4(2), 81. doi: https://doi.org/10.3390/jcs4020081
  10. Bertolino, V., Cavallaro, G., Lazzara, G., Milioto, S., & Parisi, F. (2017). Biopolymer-targeted adsorption onto halloysite nanotubes in aqueous media. Langmuir, 33(13), 3317-3323. doi: https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.7b00600
APA
Bütün Şengel, S., Tunca, N., Deveci, H., Baş, H., & Bütün, V. (2023). SMART MATERIALS AND THEIR ADVANCED BIOMEDICAL APPLICATIONS: HNT AND HNT-POLYMER COMPOSITES. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik Ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, 31(4), 955-974. https://doi.org/10.31796/ogummf.1204094
AMA
1.Bütün Şengel S, Tunca N, Deveci H, Baş H, Bütün V. SMART MATERIALS AND THEIR ADVANCED BIOMEDICAL APPLICATIONS: HNT AND HNT-POLYMER COMPOSITES. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2023;31(4):955-974. doi:10.31796/ogummf.1204094
Chicago
Bütün Şengel, Sultan, Nilay Tunca, Hatice Deveci, Harun Baş, and Vural Bütün. 2023. “SMART MATERIALS AND THEIR ADVANCED BIOMEDICAL APPLICATIONS: HNT AND HNT-POLYMER COMPOSITES”. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik Ve Mimarlık Fakültesi Dergisi 31 (4): 955-74. https://doi.org/10.31796/ogummf.1204094.
EndNote
Bütün Şengel S, Tunca N, Deveci H, Baş H, Bütün V (December 1, 2023) SMART MATERIALS AND THEIR ADVANCED BIOMEDICAL APPLICATIONS: HNT AND HNT-POLYMER COMPOSITES. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi 31 4 955–974.
IEEE
[1]S. Bütün Şengel, N. Tunca, H. Deveci, H. Baş, and V. Bütün, “SMART MATERIALS AND THEIR ADVANCED BIOMEDICAL APPLICATIONS: HNT AND HNT-POLYMER COMPOSITES”, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol. 31, no. 4, pp. 955–974, Dec. 2023, doi: 10.31796/ogummf.1204094.
ISNAD
Bütün Şengel, Sultan - Tunca, Nilay - Deveci, Hatice - Baş, Harun - Bütün, Vural. “SMART MATERIALS AND THEIR ADVANCED BIOMEDICAL APPLICATIONS: HNT AND HNT-POLYMER COMPOSITES”. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi 31/4 (December 1, 2023): 955-974. https://doi.org/10.31796/ogummf.1204094.
JAMA
1.Bütün Şengel S, Tunca N, Deveci H, Baş H, Bütün V. SMART MATERIALS AND THEIR ADVANCED BIOMEDICAL APPLICATIONS: HNT AND HNT-POLYMER COMPOSITES. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2023;31:955–974.
MLA
Bütün Şengel, Sultan, et al. “SMART MATERIALS AND THEIR ADVANCED BIOMEDICAL APPLICATIONS: HNT AND HNT-POLYMER COMPOSITES”. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik Ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol. 31, no. 4, Dec. 2023, pp. 955-74, doi:10.31796/ogummf.1204094.
Vancouver
1.Sultan Bütün Şengel, Nilay Tunca, Hatice Deveci, Harun Baş, Vural Bütün. SMART MATERIALS AND THEIR ADVANCED BIOMEDICAL APPLICATIONS: HNT AND HNT-POLYMER COMPOSITES. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2023 Dec. 1;31(4):955-74. doi:10.31796/ogummf.1204094