Antibakteriyel Biyopolimer Matriksi Hazırlanması İhsan Başaran¥, M. Tolga Yalgın*, Ayhan Oral¥ ,Seyhan Ulusoyφ Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, Polimerik Malzemeler Araştırma Laboratuvarı. Merkez/ÇANAKKALE *Mime-Tech Technoligies, Ultrasport İç ve Dış Ticaret Ltd. Şti. Avcılar/İSTANBUL φ Süleyman Demirel Üniversitesi, Deneysel ve Gözlemsel Araştırma ve Uygulama Merkezi. Çünür/ISPARTA ¥ Hazırlanan polimer disklerin anti-bakteriyel özelliklerinin incelenmesi için insan patojenlerinden olan Gram negatif Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 ve Gram pozitif Staphylococcus aureus ATCC 25923 kullanılmıştır. Bakteriler Müller Hinton sıvı besiyerinde gece boyunca üretilerek ve 0.5 Mc Farland bulanıklığına eşdeğer bulanıklıkta süspansiyonları hazırlanmıştır. Diskler halinde hazırlanmış polimerlerden ve bakteri süspansiyonlarından sıvı besiyeri bulunan tüplere eklenerek, 35°C de 24-48 saat inkübe edilmiştir. İnkübasyon sonucunda örneklerden uygun dilüsyonlar hazırlanarak Müller Hinton agar besiyerine yayma yapılmış, koloni oluşturan birim sayılarak anti-bakteriyel etkinlik değerlendirilmiştir. SONUÇLAR 4 ve 5 nolu polimer filmlerin (tablo 1) Staphylococcus aureus ATCC 25923 için eklenen tüm bakteri hücrelerini öldürdüğü (%100 antibakteriyel olduğu) ancak Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 için etkili olmadığı tespit edilmiştir. Diğer polimer örneklerinin ise test edilen bakteriler için anti-bakteriyel etkisinin bulunmadığı tespit edilmiştir ve sonuçlar tabloda gösterilmiştir. Tablo 1. PLA ve Antibakteriyel moleküller ile Hazırlanan Polimer Filmlerinin Antibakteriyel Test Sonuçları Tablosu GİRİŞ İlaç salınımında kullanılan maddelerin, canlı metobolizması ile uyumlu, metabolizmada belirli bir süreç içerisinde bozunabilen ve daha da önemlisi toksik veya herhangi bir kötü yan etkiye neden olmayan türden olması gerekmektedir[1,2]. Günümüzde bu özelliklere sahip materyallerden en çok tercih edilenlerinden bir tanesi, doğal antibakteriyel özellik gösteren kitosandır [3]. Bunun yanı sıra biyouyumluluk özelliğine sahip poli(laktik asit), poli(etilen glikol), gibi bazı diğer biyopolimerler de kullanılmaktadır. Poli(laktik asit) (PLA), biyopolimerler arasında son zamanlarda çok ilgi gören ve bir çok araştırmacı tarafından özellikleri geliştirilen ve modifiye edilen bir polimerdir. Zamanla bu maddenin biyopolimerler arasında üretim ve kullanım açısında en uygun olanı haline gelmiştir[7]. Bu polimerin doğal olarak antibakteriyel etkisi bulunmamaktadır. İstenildiğinde bu polimer matrikslerinin içerisine antibakteriyel ajanlar ilave edilmektedir. Bu antibakteriyel ajanların son yıllarda en çok kulanılanı da gümüştür[4,5] .Gümüşün yanı sıra, antibakteriyel özellik gösterdiği tespit edilen ve bitkilerden elde edilen esansiyel yağlar vardır. Bu yağlara antibakteriyel özellik kazandıran etkan maddeler de bu amaçla kullanılmaktadır. Bunlara örnek olarak sinamaldehit (tarçın), feniletil alkol, sitrenellol (gül yağı), terpineol , sineol , anisil alkol, a-pinen , b-sitrenellol ve karvakrol (kekik yağı) verilebilir [6]. İlaç salınımlarında antibakteriyel polimer matris olarak doğal esansiyel yağların etken maddeleri ile PLA hibrit malzemelerinin kullanılması tamamen doğallık ve biyouyumluluk açısından önemli bir yöntem olacaktır. Bu amaçla PLA ile farklı etken maddeler kullanılarak polimer matriksleri hazırlanmış ve bunlar arasında sinamaldehit, fenil etil alkol kullanılarak hazırlamış polimer filmler E. coli ve S.aureus bakterilerine karşı etkili antibakteriyel özellik göstermiştir[8,9]. Bu çalışmada da esansiyel yağ etken maddelerinden ; terpineol, sineol, linalool, anisil alkol, α-pinen ve β-sitrenellol kullanılarak poli laktik asit ile polimer filmler hazırlanmış ve örneklerin antibakteriyel özellikleri incelenmiştir. DENEYSEL 1. Polimer Filmlerinin Hazırlanması : Polilaktik asit ve plastikleştirici ajan olarak %10 oranında polietilen glikol birlikte Tetrahidrofuranda çözülmüştür. Çözünme tamalandıktan sonra çeşitli yüzdelerde esansiyel yağların etken maddelerinden ilave edilip çözüldükten sonra çözme-dökme yöntemi ile polimer filmleri hazırlanmıştır. 2. Polimer Filmlerinin Antibakteriyel Özelliklerinin İncelenmesi: Terpineol, Sineol, Linalool, Anisil Alkol, α-pinen ve β-Sitrenellol etken maddeleri kullanılarak polimer filmler hazırlanmıştır. Hazırlanan örneklerden 6 mm çapında diskler kesilerek anti-bakteriyel test için kullanılmıştır. Bunun için belirli sayıda bakteri içeren kültürler polimer diskler ile inkübe edilmiş ve koloni oluşturan bakteri hücrelerinin sayılmasıyla etkinlik tespit edilmiştir. Kod Antibakteriyel Molkül Yüzde Bileşim S.aureus' e karşı P.aeruginosa' e karşı 1 Teripineol % 30 Yok Yok 2 Sineol % 10 Yok Yok 3 Linalool % 30 Yok Yok 4 Anisil Alkol % 20, 30, 40, 50 Yok Yok 5 α-pinen % 30 Var Yok 6 β-sitrenellol %30 Var Yok Tartışma Biyobozunur ve biyouyumlu bir polimer olan PLA ile tamamen doğal organik esansiyel yağların yapısında bulunan antibakteriyel moleküllerün etkileştirilmesi ile hem biyouyumlu hem de antibakteriyel etkisi olan polimer matrisleri hazırlanmak istenilmiştir. Önceki çalışmalarda fenil etil alkol ve sinemaldehit ile ulaşılan etkin antibakteriyel özelliğe bu çalışmada antibakteriyel etkin ajanlardan α-pinen ve β-sitrenellol kullanılan örneklerde elde edilmiştir. Çalışmalara PLA ile etkileştirilen sineol ve linalool maddelerinin miktarlarının arttırılması ve antibakteriyellik testi yapılması işlemi ile devam edilebilir. Referanslar [1] Lee, Susan S., et al. "Biodegradable implants for sustained drug release in the eye." Pharmaceutical research 27.10 (2010): 2043-2053. [2] Gollwitzer, Hans, et al. "Antibacterial poly (D, L-lactic acid) coating of medical implants using a biodegradable drug delivery technology." Journal of Antimicrobial Chemotherapy 51.3 (2003): 585-591. [3] Bernkop-Schnürch, Andreas, and Sarah Dünnhaupt. "Chitosan-based drug delivery systems." European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 81.3 (2012): 463-469. [4] Guo, Liya, et al. "Polymer/nanosilver composite coatings for antibacterial applications." Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 439 (2013): 69-83. [5] Fortunati, E., et al. "Multifunctional bionanocomposite films of poly (lactic acid), cellulose nanocrystals and silver nanoparticles." Carbohydrate polymers 87.2 (2012): 1596-1605. [6] Burt, Sara. "Essential oils: their antibacterial properties and potential applications in foods—a review." International journal of food microbiology 94.3 (2004): 223-253. [7] Garlotta, Donald. "A literature review of poly (lactic acid)." Journal of Polymers and the Environment 9.2 (2001): 63-84. [8] Oral, Ayhan et al. "Prepearation of Antibacterial Polylactic Acid with Phenylethyl Alcohol." The 4th International Conference of Chemical Industries Research Division. Book of Abstracts, p16, (2010). [9] Suner Salih C., et al. "Prepearation of Cinnamaldehyde Poly(lactic acid) Antibacterial Polymer Film and Investigation of Antibacterial Effect." 7th International Packaging Congress and Exhibition. Book of Abstracts, p121, (2013)