MXENE (Ti3C2Tx) ile Modifiye Bakteriyel Selüloz Nano Kompozit Doku İskelesi Üretimi: Biyolojik Davranışların İncelenmesi

Abstract

Bu tezde, modifiye bakteriyel selüloz (rBS) ve Ti3C2Tx-MXene esaslı modifiye hidrojellerin sentezi ve karakterizasyonu detaylı olarak incelenmiştir. İlk olarak, Ti3AlC2’in HF ile işlenmesi sonucunda elde edilen Ti3C2Tx-MXene ve Gluconacetobacter xylinum bakterisi ile üretilen BS peliküllerinin sentezi gerçekleştirilmiştir. Ardından, rBS ve rBS/MXene kompozit hidrojeller başarılı bir şekilde sentezlenmiştir. Oluşan hidrojellerin kristalografi, yüzey morfolojisi, kimyasal bileşimi, mekanik özellikleri, termal stabilitesi, elektriksel iletkenliği, hidrofilik özelliği, su emme kapasitesi, biyolojik uyumluluk ve hücresel davranışları ayrıntılı olarak test edilmiştir. XRD analizi Ti3C2Tx-MXene ve rBS tabanlı hidrojellerin kristalografik yapılarını göstermiş, XPS analizi Ti3C2Tx-MXene’nin başarılı sentezini doğrulamıştır. FTIR analizi hidrojellerin kimyasal bileşimini ve etkileşimlerini belirlemiştir. Mekanik testler dayanıklılık ve elastikiyeti değerlendirmiş, TGA analizi ise termal stabiliteyi değerlendirmiştir. MXene ile modifiye edilmiş bakteriyel selüloz nanokompozit doku iskeletinin üretimini ve biyolojik davranışını detaylı bir şekilde ele almaktadır. Bakteriyel selülozun özellikleri, nanokompozit malzemenin biyouyumluğunu ve doku uyumluluğunu artırmak için MXene entegrasyonunun potansiyelini değerlendirir. Bu analizler sonucunda yeni malzemenin gelecekteki biyomedikal uygulamalardaki potansiyelini anlamamıza katkı sağlamaktadır.

In this thesis, the synthesis and characterization of rBC and Ti3C2Tx-MXene-based electroactive hydrogels were comprehensively investigated. Initially, Ti3C2Tx -MXene derived from processing Ti3AlC2 with HF and bacterial cellulose (BC) pellicles produced by Gluconacetobacter xylinum were synthesized. Subsequently, rBC and rBC/MXene composite hydrogels were successfully synthesized. The resulting hydrogels were extensively tested for crystallography, surface morphology, chemical composition, mechanical properties, thermal stability, electrical conductivity, hydrophilicity, water absorption capacity, biological compatibility, and cellular behavior. XRD analysis revealed the crystallographic structures of Ti3C2Tx -MXene and rBC-based hydrogels, while XPS analysis confirmed the successful synthesis of Ti3C2Tx -MXene. FTIR analysis identified the chemical composition and interactions within the hydrogels. Mechanical tests evaluated durability and elasticity, while TGA analysis assessed thermal stability. This study focuses on the production and biological behavior of MXene-modified BC nanocomposite tissue scaffolds, highlighting the potential of integrating MXene to enhance the biocompatibility and tissue compatibility of BC. These analyses contribute to understanding the future biomedical applications of this innovative material.