ANKARA ÜNİVERSİTESİKİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

KYM 460 YENİ TEKNOLOJİLER

Gümüşün Biyomedikal Uygulamaları ve Toksisitesi

11290268Eda KARAMUSTAFA

İÇERİK• Nanoteknoloji, nanomateryal nedir?• Nanogümüş nedir?• Nanogümüş etki mekanizmaları• Nanogümüşün biyomedikal uygulamaları• Deneysel çalışma• Nanogümüş partiküllerinin toksisitesi• Sonuç• Kaynaklar

Nanoteknoloji, nanomateryal nedir?

• Nanoteknoloji, maddenin nanometre ölçeğindeki fiziksel,

kimyasal ve biyolojik olayların anlaşılması, kontrolü ve üretimi

amacıyla fonksiyonel materyallerinin, cihazların ve sistemlerin

geliştirilmesidir .

• Nanomateryal; nano skalada uzunluğu1 ile 100 nm

arasında değişen nanotaneciklerdir[1].

https://tr.wikipedia.org/wiki/Nanoteknoloji / 15.04.2016

Nanogümüş nedir?

• Çapı 100 nm’den daha küçük olan gümüş paçacıklarıdır.

• Gümüş nanoparçacıklar, makro halleri ile kıyaslandığında,

fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerinin benzersiz olduğu

görülmüştür [2].

Nanogümüşün kendine özgü fiziko-kimyasal özellikleri

• Yüksek elektriksel ve termal iletkenlik• Yüzey aktif Raman saçılımı• Kimyasal kararlılık• Katalitik etkinlik• Lineer olmayan optik özellikler [3]

Nanogümüş kullanım alanları• Mürekkep üretimi,• Mikroelektronikler,• Tıbbi görüntüleme cihazları,• Plastik,• Sabun,• Gıda ve tekstil üretiminde

Şekil 1. Nanopartiküller ile değişik kategorilerde üretim [2]

Naidu KSB., Govender P., Adam JK.,Biomedical Applications and Toxicity of Nanosilver, Medical Technology SA, 2015.

Nanogümüş etki mekanizmalarıOlası mekanizmaları;• Nano ölçekte mikroorganizma ile daha iyi temas sağlanır.

Nanopartiküller hücre zarına tutunur ve bakteri içine nüfuz eder

• Nanogümüş (AgNPs) bakteri mitokondrisinde solunum zincirine bağlanır ve bakteriyi öldürür.

• AgNPs, Ag+ yı sürekli olarak bakteri hücresine salabilir. Bu durum oksidatif strese neden olur ve bakteri etkinliği azalır.

Şekil 2: Nanopartiküllerin toksisite mekanizması [2]

Naidu KSB., Govender P., Adam JK.,Biomedical Applications and Toxicity of Nanosilver, Medical Technology SA, 2015.

AgNPs’nin biyomedikal uygulamaları

• Nanotıp görüntüleme, erken tanı, ilaç salımı ve doku rejenerasyonu gibi alanlarda tıbbi tedavi ve terapiler için büyük umut vaad ediyor.

• Cerrahi müdahalelerde mikrobiyel oluşumu engellemek için nanogümüşün yüksek antibakteriyel özelliğinden faydalanılmaktadır. Nanogümüş ile mikrobiyel oluşum minimize edilmektedir [2].

Şekil 3. AgNpS ile biyomedikal uygulamalar

Tanı ve Görüntülemede NanogümüşMoleküler yapıda nanomateryaller birçok hastalık için; • Gazların• Metal iyonlarının• DNA ve protein izlerinin analizinde kullanılmıştır.

Nanomateryallerin geleneksel tanı yöntemlerine üstünlüğü;• Hassaslık• Seçimlilik• Kolay uygulanabilirlik

Yara Pansumanı Malzemelerinde AgNPs

• AgNPs, antiviral özelliklere sahip olduğu gibi, çok etkili mantar

öldürücüdür.

• Çalışmalarda nanokristal gümüş bazlı sargı malzemeleri test

edilmiştir. Bu nano malzemenin yara iyileştirmede en hızlı

olduğu ve geniş spektrumlu antifungusidial etkinlik gösterdiği

belirtilmiştir.

Şekil 4. Yara iyileşme evreleri [4]

Doğan, Z., Nanolif Yara Örtücü Yüzeylerin Geliştirilmesi Ve Karakterizasyonu, Yüksek Lisans Tezi ,2012

Şekil 5. Gümüş iyonlarının bakterilere karşı etki mekanizması [4]

Doğan, Z., Nanolif Yara Örtücü Yüzeylerin Geliştirilmesi Ve Karakterizasyonu, Yüksek Lisans Tezi ,2012

Deneysel Çalışma

Polimerlerden elektroüretim yöntemi ile elde edilen nanolifli

membranlar yara örtücü olarak kullanılmaktadır.

Nanolifler;

• Yüksek gözeneklilik

• Spesifik yüzey alanı

• Hücre dışı matris yapısını taklit edebilme

• Hafif malzeme

• 1. ve 3. katı poliklorokapton(PCl), 2. katı polietilenoksit (PEO) olan 3 katlı nanolif yapılmıştır.

Şekil 6. Nanolif geliştirme platformu

Elde edilen nanoliflere farklı derişimlerde etkin maddeler ilave edilmiştir.Bu etkin maddeler;• Nanogümüş• Gümüş sülfadiazin

Şekil 7. Farklı konsantrasyonlarda gümüş sülfadiazin ilaveli nanoliflerin SEM görüntüleri [4]

Şekil 8. Farklı konsantrasyonlarda nanogümüş ilaveli nanoliflerin SEM görüntüleri [4]

Nanogümüş partiküllerin zehirliliğiAgNPs lerin toksisitesini etkileyen etmenler;• Şekil• Partikül büyüklüğü• Yüzey özellikleri • Ortam nemi ve pH’ı• Ortamda bulunan katyonlar ve derişimleri

Yapılan in vitro çalışmalarda sonucu, memelilerde;• Beyin• Karaciğer• Üreme hücrelerinde hasar oluşturabileceği

saptanmıştır.

SONUÇ• Gümüş nanopartiküllerin bilimsel ve ekonomik potansiyeli

olduğu kaçınılmazdır.• Gelecek yıllarda insan sağlık sisteminde daha etkin hizmet

vermek üzere yeni malzemeler, yöntemler geliştirilecektir ve AgNPs’ler insan sağlığını korumada daha etkili hale gelecektir.

KAYNAKLAR[1] https://tr.wikipedia.org/wiki/Nanoteknoloji/15.04.2016[2] Naidu KSB., Govender P., Adam JK.,Biomedical Applications and Toxicity of Nanosilver, Medical Technology SA, 2015.[3] Krutyakov YA, Kudrinskiy AA, Olenin AY, Lisichkin GV. Synthesis and properties of silver nanoparticles: advances and prospects. Russian Chemical Reviews. 2008;77(3):233-57. [4] Doğan, Z., Nanolif Yara Örtücü Yüzeylerin Geliştirilmesi Ve Karakterizasyonu, Yüksek Lisans Tezi ,2012