Cilt ile uyumlu, antimikrobiyal ve yıkanabilir özellikte, polimer modifiyeli elektro-eğirilmiş kumaş yüz maskesi geliştirilmesi


Kalkan erdoğan M. (Yürütücü), Karakışla M. , Saçak M. , Yurdakök dikmen B. , Kıymacı M., Filazi A.

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Proje Grubu: Fen ve Mühendislik
  • Projenin Yürütüldüğü Birim: Fen Fakültesi
  • Başlangıç Tarihi: Mart 2022
  • Bitiş Tarihi: Eylül 2024

Özet

           Bu proje kapsamında, yüz bölgesinde bakteri/mantar üremesine bağlı enfeksiyon oluşumuna neden olmayacak, akne, yara izi gibi olası doku hasarına sahip bölgeler ile sağlıklı bölgelere teması halinde irritasyona yol açmayacak, iki katlı yeniden kullanılabilir bir maske benzeri malzeme hazırlanmıştır. Bu hedef doğrultusunda, zemin pamuk kumaş üzerine, elektro-eğirme tekniği ile farklı biyouyumlu ve antimikrobiyal polimer karışımlarından oluşan nano-lifli ağ dokuların kaplanması sağlanmıştır. Bu amaçla, dokuma atığı saf yün kumaşlardan izole edilerek indirgenmiş keratin (KerSH), bambu hamurundan izole edilerek seçimli yükseltgenmiş selüloz (CellCOOH), hayvansal jelatin tozu ve su bazlı biyobozunur poliüretan (WBPU) olmak üzere dört farklı biyouyumlu polimerin, farklı mol kütlesi, dallanmışlık, sübstitüsyon ve hidroliz derecesine sahip poli(2-oksazolin) (P2Ox) ve poli(etilen imin) (PEI) polimerleriyle blendleri hazırlanmış, ardından elektro-eğirme yöntemi ile nanolifli/ağ yapılı dokular verecek şekilde pamuk kumaşlar üzerine kaplanmıştır. Çalışmada, seçilen polimer karışımlarının bileşim oranları, karışımdaki bileşenlerin elektro-eğirme enjeksiyon sistemine eklenme sırası, elektro-eğirme cihazı parametreleri (uygulanan potansiyel, dönel toplayıcı dönme hızı, akış hızı, polimer çözücü sistemi, polimer viskozitesi) gibi deneysel parametreler değiştirilerek, pamuk dokumalar üzerinde kesiksik en yoğun ve homojen nanolifli kaplamayı sağlayan koşullar araştırılmıştır. Modifiyeli kumaşların yıkama ve sürtme dayanımı, çekme/kopma mukavemeti, hava geçirgenliği, hidrofilite/ıslanabilirlik gibi özelliklerindeki değişim de takip edilerek çevresel etkilere karşı dayanımı ortaya konulmuştur. Modifiyeli kumaşlar veya modifikasyonda hazırlanan polimerik karışımların yapısal, termal ve morfolojik özellikleri, ATR-FTIR, 1H-NMR, DSC ve SEM teknikleri ile karakterize edilerek, kaplama bileşimi ve dokusunun karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Daha sonra HUA ve allantoin moleküllerinin kovalent bağlanma yoluyla pamuk üzerinde oluşturulan ağ dokulara tutturulması sağlanmış, nanolifli kaplamalı dokumalara tutturulan HUA veya allantoin moleküllerinin % çapraz bağlanma derecesi UV-vis spektroskopisi ile ispatlanmıştır. Ardından, maskelere kazandırılması hedeflenen antimikrobiyal aktivite, sırayla E.coli (gram negatif), S.aureous (gram pozitif) bakterileri ve C. Albicans mantarına karşı agar difüzyon testi ve en iyi cevap veren örneklere ise kantitatif olarak temas yoluyla sınanmış, örneklerin yıkama ve sürtme gibi zorlayıcı koşullar sonrasında antibakteriyel aktivitesindeki değişme ortaya konulmuştur. Hazırlanan maske benzeri dokumaların sitotoksisiteleri, MTT yöntemi ile L929 hücreleri kullanılarak tespit edilmiştir. En iyi sitouyumluluğa sahip örnekler, insan cilt hücrelerine karşı cilt irritasyon testine tabi tutulmuştur. Son olarak en iyi antimikrobiyal aktivite ve en az sitotoksisiteye sahip örneğin COVİD-19 a karşı koruyuculuğu kantitatif olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak gerçekleştirilen proje çalışmaları sayesinde, yerli ve milli imkanlar dahilinde cilt ile uyumlu, antibakteriyel ve hatta COVİD-19 virüsüne karşı koruyucu olabilecek maske benzeri bir malzemenin hazırlanabildiği ortaya konulmuştur.