İpek Proteinlerinden Serisin'in Modifikasyonu Ve Koaksiyel Nozul İçeren Elektro-Eğirme Prosesiyle Nanofiber Üretimi


Sezgin Mansuroğlu D. (Yürütücü), Çınarlı A., Çaylı G.

TÜBİTAK Projesi, 1002 - Hızlı Destek Programı, 2022 - 2023

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Destek Programı: 1002 - Hızlı Destek Programı
  • Başlama Tarihi: Şubat 2022
  • Bitiş Tarihi: Şubat 2023

Proje Özeti

İpek protein (SS) liflerinin iki ana bileşeni fibroin ve serisindir ve koza oluşumuna yardımcı olurlar. SS fibroin liflerini saran, birbirine yapıştıran ve sıcak suda çözünen bir proteindir. Moleküler kütlesi 20-400 kDa olan proteinler ailesini temsil eder. SS proteinleri koza ağırlığının yaklaşık %20-30'unu oluşturur. SS, antioksidan etki, UV koruyucu, nem adsorpsiyonu, antibakteriyel vb. gibi çeşitli özelliklere sahiptir. SS yapısında bulunan hidroksil, karboksil ve amino gruplarının polar yan zinciri sayesinde, SS çapraz bağlanabilir, kopolimerize edilebilir veya diğer polimerlerle harmanlanarak gelişmiş özelliklere sahip biyolojik olarak parçalanabilir yeni nesil malzemeler üretilebilir. Proje kapsamında, ham ipeğin işlenmesi sırasında atığa dönüşmesi nedeniyle ülkemizde değerlendirilemeyen tonlarca SS’nin doğal kaynaklar ve petrolden elde edilmesi yerine atıklardan geri kazanılması sağlanmıştır. SS proteini, alifatik/ aromatik sülfonil klorür bileşikleriyle primer hidroksil gruplarının sülfonat esterlerine çevrilmiştir. Sonrasında amonyak, metilamin, etilamin, bütilamin, anilin, benzilamin, furfurilamin, naftilamin ile reaksiyona sokularak, nükleofilik substitüsyonla SS’nin amino türevleri başarılı bir şekilde sentezlenmiş ve karakterize edilmiştir. Böylece proteinin kimyasal modifikasyonla ürün çeşitliliği artırılmıştır. Nükleofilik substitüsyonla fonksiyonelliği arttırılmış serisin ve türevini içeren çözeltilerden, hidrofilik ve hidrofobik polimerlerin de matris olarak kullanıldığı nanofiberler üretilmiştir. Nanofiberlerin üretimi koaksiyel nozul içeren elektro-eğirme tekniğiyle gerçekleştirilmiştir. Çok işlevli malzeme özelliklerinin geliştirilmesinde koaksiyel elektrospinleme yöntemi oldukça önemlidir. Üretilen bu malzemelerin yapısal, termal, mekanik, morfolojik karakterizasyonlarının yanı sıra biyolojik karakterizasyonları da yapılmıştır. Üretilen nanomatların hiçbirisinde sitotoksik etki görülmediği gibi birçoğunda hücre tutulumları oldukça fazla olarak değerlendirilmiştir. Proje kapsamında hem çevre dostu hem de ekonomik bir kaynak olarak üretilen malzemeler biyouyumlu bulunmuştur. Böylece kozmetik, kimya, eczacılık, biyomedikal, rejeneratif tıp, gıda ve tekstil gibi önemli endüstriyel alanlar için uygun malzemeler olarak değerlendirilmiştir. Bu çalışma, serisin ve türevlerinin, çeşitli endüstriler üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilecek biyouyumlu ve fonksiyonel malzemeler yaratmada çok yönlülüğünü vurgularken aynı zamanda atık malzemeleri kullanarak çevresel kaygıları da ele alınmıştır