Prof. Dr. Nursel DILSIZ

Mühendislik Fakültesi > Kimya Mühendisliği

ELEKTRO LİF ÇEKİM YÖNTEMİYLE KONTROLLÜ İLAÇ SALIMI

Kontrollü ilaç salım sistemleri; alışılagelmiş doz verilmesinden farklı olarak verimliliği arttırması, toksikliği azaltması ve hastalar için daha uygun olması açısından birçok avantaja sahiptir. Bilinen ve geleneksel ilaç salım sistemlerinde ilaç fazla dozajlarda ve tek seferlik verilebilirken kontrollü salım sistemleriyle daha uzun sürelerde ve kontrollü şekilde verilebilmesi bu yönteme doğru ilginin giderek artmasını sağlamıştır. Birçok biyomedikal mühendislik alanlarında olduğu gibi kontrollü ilaç salım sistemlerinde de elektro lif çekim (elektro eğirme) yöntemi çok sıklıkla kullanılmaktadır. Bu yöntem; kolay uygulanabilir olması, uygun maliyete sahip olması, üretilen lifin çapının ve yapısının düzenlenmesine izin vermesi, geniş aralıkta malzeme seçilmesine olanak sağlaması ve uzun, sürekli üretime elverişli olması açısından tercih edilmektedir. Üretilen nanolifler; ilaç salım sistemlerinde olduğu kadar doku iskelesi, yara örtüsü, tıbbi implant, biyolojik ajan koruması, biyosensör ve dental uygulamalarında da kullanılmaktadır.

KAN DURDURUCU ÖZELLİK İÇEREN BİYOMEDİKAL MALZEME GELİŞTİRİLMESİ

Sivil ve askeri travmalarda önlenebilir ölümlerin en sık nedeni kontrolsüz kanamalardır. Vücut, tedavi uygulamadan, ağır kan kaybını kontrol altına almada etkisizdir. Yaralanma anında etkin olarak, hızlı, zamanında ve doğru teknikle yapılan kanama kontrolü ölüm oranında belirgin azalmaya neden olacaktır. Bunu da yapacak kişi yaralının kendisi ya da ona ilk yardımı uygulayacak olan kişidir. Son dönemlerde topikal uygulanması önerilen bazı kan durdurucu (hemostatik) ajanların kullanılmasıyla travma (yaralanma) sonrası ölüm oranlarında dramatik azalmalar saptandığı belirtilmektedir. Ancak, mevcut ürünlerin kullanım avantajları ve dezavantajları göz önüne alındığında hangi ürünün en iyi kanama kontrolü sağladığına yönelik olarak kabul görmüş bir strateji yoktur. Genel olarak bakıldığında mevcut hemostatik ajanlar çoğunlukla pahalı, etkili değil ve güvenlik endişeleri fazladır. Bu doğrultuda, kan durdurucu özellik içeren biyomedikal malzeme geliştirilmesi hedeflenmektedir. 

NANOKOMPOZİT MALZEMELER 

Son yıllarda polimer kompozit malzemeler malzeme bilim ve teknolojisinin gereksinime yönelik olarak en uygun malzeme tasarımı ve üretilebilmesi nedeniyle çok önemli bir boşluğu doldurmuştur. Polimer kompozitler yüksek mukavemet, modül, sertlik, aşınmaya karşı dayanıklılık, hafif ağırlık gibi özellikleriyle pek çok avantajlar sunarlar ve dolayısıyla bu özellikler polimer kompozitin toplam maliyetini düşürülmesine etki ederler.  Çalışmada  termoset veya termoplastik  matrisli  polimerler  ve  farklı özellikte nano boyutlu dolgu maddeleri kullanılarak   yüksek mekanik mukavemet, iletken ve/veya  aleve dayanıklı  polimer  nanokompozit malzemelerin hazırlanması planlanmaktadır.

GIDA TEKNOLOJİSİNDE KULLANILAN BİOPOLİMER NANOKOMPOZİT  MALZEMELER

Esnek ve sert ambalaj sektöründe, molekül ve atomların işlendiği nanoteknoloji bilimi biyoteknoloji ile paydasını büyüterek hızla  ilerlemektedir. Yakın geçmişte gerçekleştirilen pazar araştırmasına göre nanoteknoloji etkisini gıda ve içecek ambalaj sektöründe artırmaktadır.. Nano parçacıkların ilavesi ile ürünlerde ışığa ve aleve direnç , güçlü mekanik ve ısıl performans ve gazlara karşı yüksek bariyer özellikleri sağlanır. Nano-yapılandırılmış malzemeler ile oksijen absorblayıcı antimikrobiyel ve gaz geçirgenliği olan filmler elde edilir. Ambalajın içindeki kirli havayı dışarı atmak için nano-kompozit film tabakası kullanılabilir. Nano-malzeme ile yapılandırılmış polimerler radyasyon kürlenme ile birleştiği zaman çok güçlü ve dayanıklı filmler elde edilebilir. Nano-boyutlu parçacıklardan oluşan polimer  kompozitlerin  uygulanabilirlikleri, çizilme dirençleri ve esneklik özellikleri  incelenecektir.

PLAZMA POLİMERİZASYON TEKNİĞİ İLE POLİMER YÜZEY MODİFİKASYONU

Son yıllarda, plazma  teknoloji ince film kaplama ve/veya  yüzey modifikasyonu üretim proseslerinde önemi giderek artmaktadır. Plazma teknolojisi endüstride polimer, tekstil, metal ve yarı iletken  malzemelerin  vakum ortamında yüzey özelliklerinin geliştirilmesine yönelik çalışmalarda yaygın kullanım alanına sahiptir.  Bu tekniğin diğer yüzey modifikasyon tekniklerine göre en önemli üstünlüğü kaplanacak malzemeyi yüksek sıcaklığa çıkarmadan kaplamaya olanak sağlamaktır.  Plazma  kaplama yöntemi  ucuz olması, çevreye zarar vermemesi ve birkaç saniyede istenilen yüzeyin hazırlanabilmesi gibi avantajlar sağlamaktadır. Ayrıca, plazma yüzey modifikasyonu polimerlerin yapısını  etkilemeden sadece yüzeyin kimyasal ve fiziksel özelliklerini değiştirmektedir. Plazma polimerizasyon-modifikasyon teknolojisi yüzey katlarda nano boyutlarda oluşan polimer film tabakası ile biyo-uyumlu, anti-bakteriyel, aleve dayanıklı gibi çok çeşitli fonksiyonel malzemelerin elde edilmesine olanak sağlamaktadır.

PLAZMA TEKNİĞİ İLE POLİMER FİLMLERE  YANMAZLIK  ÖZELLİĞİ KAZANDIRILMASI

 Pratikte geniş kullanım alanı bulan  polimer filmlerinin dezavantajları olarak bilinen aleve karşı dayanıksızlıkları ve düşük termal ve mekanik  özelliklerinin plazma yüzey modifikasyon yöntemiyle  fonksiyonel bileşimler kullanılarak  giderilmesi hedeflenmektedir.  Polimerlerde alevlenmeyi geciktirici  ve mukavemet artırıcı maddeler polimer içine katkı maddesi olarak polimerleştirme sırasında veya daha çok polimerleştirme işleminden sonra katılır ve yumuşatıcı veya dolgu etkisi gösterirler. Alev geciktiricinin uçucu özelliği varsa veya yeterince düşük molekül ağırlığına sahip ise zaman içinde ortamdan uzaklaşacağında etkisi azalmaktadır. Bu nedenlerden dolayı polimerlerin aleve dayanıklılığını  ve mukavemetini artırmak amacıyla plazma tekniği polimerik malzemelerin yüzey modifikasyonu için tercih edilecektir.

PLAZMA TEKNİĞİ İLE KATETER ÜRETİMİNDE KULLANILAN ENDÜSTRİYEL POLİMERLERİN  (PVC) YÜZEYLERİNİN HİDROFİLİK POLİMERLERLE VE ANTİ-MİKROBİYAL BİR AJANLA KAPLANMASI

Tüm dünyada süregelmekte olan bir araştırma konusudur. Gerek yüzey modifikasyonu gerekse kullanılacak anti-mikrobiyal maddelerin seçimi ve kateter yüzeyine tutturulması konusunda çok değişik yaklaşımlar mevcuttur.  PVC’nin yüzey modifikasyonu için plazma polimerizasyon tekniği kullanılacaktır. Çalışma kapsamında yüzeyde kaplama için gerekli optimizasyon koşulları araştırılacak ve daha sonra hem yüzeye anti-mikrobiyal özellik verecek hem de üriner kateter uygulamasında bir başka sorun olan biyofilm oluşumunu engelleyecek yeni ajanlar denenecektir.

PROTON DEĞİŞİM MEMBRAN (PEM) YAKIT HÜCRELERİNDE KULLANILAN POLİMERİK NANOKOMPOZİTLER 

Son yıllarda yenilenebilir ve alternatif enerji kaynaklarına doğru bir yönelim söz konusudur. Bunun en büyük sebebi de fosil yakıtların artık çok azalmış olması ve kullanılan fosil yakıtların çevreye verdikleri zararlardır. Alternatif enerji kaynaklarından biri olarak görülen hidrojen ise çevreye zarar vermeyen ve yakıt hücreleri aracılığıyla da etkin bir enerji kaynağı olmaktadır. Bu bağlamda yakıt hücresinin en önemli parçalarından biri olan bipolar tabakanın kullanıma uygun en etkin şekilde tasarlanması gerekmektedir. Bu amaçla geliştirilmesi planlanan bipolar tabaka, polimer-grafit kompozit malzemeden yapılacaktır. Kompozit malzeme karışımının elde edilmesinden sonra, sıcak presle kalıplama yapılarak bipolar tabakanın hazırlanması hedeflenmektedir. Ayrıca en uygun mukavemet ve iletkenlik değerlerine ulaşmak için farklı oranlarda polimer-grafit kompozit malzeme hazırlanarak optimum değerler belirlenerek yakıt hücresi performansının artırılması planlanmaktadır.

BİOUYUMLU NANOKOMPOZİT HİDROJELLER 

Gelişen teknoloji, kaliteli ve yüksek performanslı malzemelere duyulan ihtiyacı arttırmaktadır.  Süper absorban polimer olarak da adlandırılan hidrojeller üzerine yapılan çalışmalar son yıllarda oldukça fazla artmıştır. Hidrojeller, biyouyumluluklarının yanı sıra sahip oldukları su içeriği, doğal dokulara benzer kauçuğumsu yapıları ve düşük yüzey gerilimlerinden dolayı insan dokusuna benzer yapıda olmaları nedeniyle tıp da ve farmasötik alanda pek çok uygulama alanı bulmuşturlar. Kontak lens, biyosensörler için membran, yapay kalp, kas ve deri materyalleri, kontrollü ilaç salım sistemleri, enzim immobilizasyonları için destek materyali ve medikal alanda kullanılan malzemelerin yüzeylerinin kayganlaştırılmasında yüzey kaplaması olarak kullanımları bu uygulamalardan bazılarıdır.