Sodyum bazlı 3 boyutlu doku iskelelerinin üretimi, karakterizasyonu, antibakteriyel ve antibiyofilm etkilerinin araştırılması

Abstract

Amaç: Bu çalışma 3 boyutlu doku iskelesi yapısına, feniletil alkol (PEA) ve sinnamaldehit (CA) gibi bakteriyel iletişim inhibitörlerinin sodyum bazlı polimerler ile kombine edilerek üretilmesi ve üretilen doku iskelelerinin 4 farklı bakteri suşu üzerinde antibakteriyel ve biyofilm potansiyellerinin değerlendirilmesi amacıyla yapılmıştır. Gereç ve Yöntem 3 boyutlu biyoyazıcı ile SA, SA/ PEG, SA/ PEG/ PEA,ve SA/ PEG/ CA yüklü doku iskeleleri başarıyla üretilmiştir. Üretilen iskelelerin yüzey morfolojisi ve porozitesi SEM cihazı; kimyasal ve moleküler etkileşimleri FTIR cihazı, mekanik özellikleri çekme test cihazı, termal davranışı DSC cihazı kullanılarak analiz edilmiştir. Ayrıca in vitro PEA salımı analizi UV-VIS spektrofotometresi kullanılarak inelenmiştir. Çalışmada P. aeruginosa (PA01), E. coli ATCC 25922, S. aureus ATCC 25923, ve E. faecalis ATCC 29212 suşları kullanılmıştır. Kullanılan bakteri suşları için disk difüzyon testi ve kristal boyama metodu ile biyofilm tayini yapılmıştır. Bulgular : Antimikrobiyel test sonuçları doku iskelelerinde bulunan CA ve PEA inhibitör miktarlarının öldürücü dozda olmadığı görüldü. Fakat 3000 µl PEA yüklü doku iskelesinin PA01 suşu üzerinde %71’lik biyofilm inhibisyonu gerçekleştirirken, elektrosprey ile 450 µl CA nanopartikül ile kaplanmış doku iskelesi PA01 suşu üzerinde %64 biyofilm inhibisyonu gerçekleştirdiği görülmüştür. Sonuç : Doku iskelelerinin morfolojik, termal, kimyasal ve antimikrobiyal testler sonucunda SA/ PEG/ 3000PEA yüklü doku iskelelerinin yapısının yara örtüsü kullanımı için ideal şartlarda olduğu yapılan analizler sonucunda görülmüştür.

Aim : This study aims to produce a 3D tissue scaffold structure by combining bacterial communication inhibitors such as phenylethyl alcohol (PEA) and cinnamaldehyde (CA) with sodium-based polymers, and to evaluate the antibacterial and biofilm potentials of the produced tissue scaffolds on four different bacterial strains. Material and Methods : 3D tissue scaffolds loaded with SA, SA/ PEG, SA/ PEG/ PEA, and SA/ PEG/ CA were successfully produced using a 3D bioprinter. The surface morphology and porosity of the produced scaffolds were analyzed using scanning electron microscopy (SEM); their chemical and molecular interactions were analyzed using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), their mechanical properties were analyzed using a tensile testing machine, and their thermal behavior was analyzed using differential scanning calorimetry (DSC). In vitro PEA release analysis was also examined using a UV-VIS spectrophotometer. P. aeruginosa (PA01), E. coli ATCC 25922, S. aureus ATCC 25923, and E. faecalis ATCC 29212 strains were used in this study. Disk diffusion tests and crystal violet staining were used to determine biofilm formation for the bacterial strains used. Results: Antimicrobial test results showed that the amounts of CA and PEA inhibitor in tissue scaffolds were not lethal. However, a tissue scaffold loaded with 3000 µl PEA achieved 71% biofilm inhibition on the PA01 strain, while a tissue scaffold coated with 450 µl CA nanoparticles via electrospray achieved 64% biofilm inhibition on the PA01 strain. Conclusion : As a result of morphological, chemical, and antimicrobial tests of the tissue scaffolds, it was seen that SA/ PEG/ 3000PEA loaded tissue scaffolds had ideal structures for wound coverage use.