Silver and copper-based antibacterial coatings for textiles
Tekstil yüzeyleri için geliştirilmiş gümüş ve bakır tabanlı antibakteriyel kaplamalar
- Tez No: 957947
- Danışmanlar: DR. GOLNAZ TAGHAVI POURIAN AZAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mikrobiyoloji, Metalurji Mühendisliği, Tekstil ve Tekstil Mühendisliği, Microbiology, Metallurgical Engineering, Textile and Textile Engineering
- Anahtar Kelimeler: Antibakteriyel aktivite, Antibakteriyel özellikler, Film kaplama, Metal kaplama, Yüzey kaplama yöntemleri, Antibacterial activity, Antibacterial properties, Film coating, Metal coating, Surface coating methods
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Coventry Unıversıty
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hastane kaynaklı enfeksiyonlar, hastaların hastanede tedavi gördükleri sırada, mevcut hastalıklarından bağımsız olarak edindikleri nozokomiyal enfeksiyonlardır. Dünya Sağlık Örgütü'ne göre, hastane enfeksiyonları her yıl yüz milyonlarca hastayı etkilemektedir. Hastanelerde sıkça temas edilen kapı kolları ve tekstil yüzeyleri, mikroorganizmalar için birer rezervuar işlevi görmektedir. Bu tür yüzeylere antibakteriyel kaplamaların uygulanması, hijyenin artırılmasına ve bakteriyel bulaşmanın azaltılmasına katkı sağlayabilir. Çeşitli antibakteriyel ajanlar arasında gümüş ve bakır, hastane tekstillerinde yaygın olarak kullanılmakta olup; son dönem araştırmalar, gümüş-bakır alaşımlarının antibakteriyel etkinliği ve kalıcılığı açısından sinerjik etkilere sahip olduğunu göstermektedir. Bu çalışmada, tekstil yüzeylerine magnetron saçtırma yöntemiyle kaplanan gümüş, bakır ve gümüş- bakır alaşımı kaplamalar incelenmiştir. Gelişmiş karakterizasyon tekniklerinin kullanılması ve birden fazla antibakteriyel mekanizmanın değerlendirilmesiyle, kaplamaların yapısal özellikleri ile antibakteriyel etkinlikleri arasındaki doğrudan ilişkinin ortaya konması hedeflenmiş; bu yolla literatürdeki önemli boşluklara cevap verilmesi amaçlanmıştır. Alaşım fazlarının oluşumu, iyon salım kinetiği ve antibakteriyel performans başta olmak üzere, kaplamalar çok yönlü olarak analiz edilmiştir. E. coli bakterisine karşı etkinlikleri, özellikle iyon salımı ve temas yoluyla öldürme mekanizmaları açısından değerlendirilmiştir. Antibakteriyel etkinliğin kontrol altına alınabilmesi amacıyla iki farklı yaklaşım ele alınmıştır. İlk olarak, elektrokimyasal olarak aktif bir metal olan magnezyum kaplamalara dâhil edilmiştir. İkinci olarak ise, gümüş-bakır/titanyum nitrür nanokompozit kaplamalar üretilmiş ve bunların antibakteriyel özellikleri incelenmiştir. Yapılan karakterizasyon çalışmaları, gümüş-bakır alaşımlarının aşırı doymuş (supersaturated) bir yapı oluşturduğunu ortaya koymuştur. Gerçekleştirilen antibakteriyel testler, bu alaşım kaplamalarının E. coli'ye karşı sinerjik bir etki gösterdiğini ve saf metal kaplamalara kıyasla daha yüksek antibakteriyel performans sağladığını ortaya koymuştur. Antibakteriyel etkinliğin kontrol altına alınabilmesi amacıyla yapılan magnezyum ilavesi, iyon salım sürecini geciktirmiş, ancak kaplamanın uzun ömürlülüğünde anlamlı bir iyileşme sağlamamıştır. Buna karşılık, metal/seramik nanokompozit yapılar, hibrit nitelikte bir antibakteriyel performans sunarak umut vadeden sonuçlar ortaya koymuştur. Genel olarak, bu çalışma; gümüş-bakır, gümüş-bakır-magnezyum ve gümüş-bakır/titanyum nitrür kaplamaların, birbirinden farklı ve ayarlanabilir antibakteriyel özellikler taşıdığını ortaya koymuştur. Bu kaplamalar, spesifik antibakteriyel gereksinimlere bağlı olarak, magnetron saçtırma tekniği kullanılarak tekstil yüzeylerine uygulanabilecek şekilde tasarlanabilmektedir.
Özet (Çeviri)
Hospital-acquired infections (HAI) are nosocomially acquired infections that patients get during treatment in hospitals which are unrelated to their original illness. The World Health Organization estimates that HAIs affect hundreds of millions of patients annually. In hospitals, frequently touched surfaces such as door handles and textiles act as a reservoir for microorganisms. The application of antibacterial coatings on these surfaces can improve hygiene and reduce the bacterial transmission. Among various antibacterial agents, silver and copper are widely used in hospital textiles, with recent research showing the synergistic effects of silver-copper alloys for improved antibacterial activity and longevity. This study investigated silver, copper, and silver-copper alloy coatings deposited on textiles via magnetron sputtering. By combining advanced characterisation techniques and evaluating multiple antibacterial mechanisms, this research aimed to establish a direct link between the structural properties of the coatings and their antibacterial activity, addressing critical gaps in the literature. The coatings were comprehensively analysed, including the formation of the alloy phases, ion release kinetics and antibacterial performance. Their activity against E. coli was evaluated with a focus on ion-release and contact-killing mechanisms. To control the antibacterial activity, two approaches were studied. Firstly, an electrochemically active metal, magnesium, was incorporated into the coatings. Secondly, silver-copper/titanium nitride nanocomposite coatings were deposited, and their antibacterial properties were evaluated. Characterisation results revealed that the silver-copper alloys formed a supersaturated structure. Antibacterial assays demonstrated that these alloy coatings exhibited synergistic activity against E. coli, achieving enhanced antibacterial performance compared to pure metallic coatings. To control the antibacterial activity, the addition of magnesium delayed the ion release, however, it did not improve its longevity. In contrast, the metal/ceramic nanocomposite structures resulted in a promising hybrid antibacterial performance. Overall, this research demonstrated that silver-copper, silver-copper-magnesium, and silver-copper/titanium nitride coatings possess distinct and tuneable antibacterial properties. These coatings can be designed and applied to textiles using the magnetron sputtering technique, depending on the specific antibacterial requirements.
Benzer Tezler
- Ultrasonik sprey piroliz ve hidrojen redüksiyonu yöntemi ile (USP ? HR) nano yapılı gümüş ? bakır alaşım partiküllerinin üretimi
Production nanostructured silver - copper (Ag?Cu) alloy particles via ultrasonic spray pyrolysis and hydrogen reduction(USP-HR)
MÜNEVVER KÖROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Bakır/gümüş/çinko oksit (CuAg/ZnO) partiküllerinin ultrasonik sprey piroliz yöntemiyle üretimi
Production of CuAg/ZnO nanocomposite particles by ultrasonic sprey pyrolysis
TOLGA ÇAKMAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- İyon değişim işlemiyle silika esaslı camlara antimikrobiyal özellik kazandırılması ve cam yüzeylerin mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi
Imparting antimicrobial property to the silica-based glasses and mechanical strengthening of glass surfaces by ion exchange treatment
DUYGU GÜLDİREN
Doktora
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYLA AYDIN
- Bir pamuk iplikhanesinde fiili çalışma metodlarının incelenmesi ve mevcut işlemlerin standart sürelerinin saptanması
Başlık çevirisi yok
MÜRŞİDE KESEROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
İşletmeEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA NAZMİ ERCAN
- Pamuk ipliklerinde istatiksel bir hata analiz yönteminin geliştirilmesi üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
AYŞE KARAKOR
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER