Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat

Biyofilm Nedir? Nanoteknolojik Ürünler Biyofilmleri Nasıl Etkiler?

Biyofilm Nedir? Nanoteknolojik Ürünler Biyofilmleri Nasıl Etkiler? Türk Geliştiriciler Topluluğu
5 dakika
594
Tüm Reklamları Kapat

Biyofilmler, mikroorganizmaların canlı veya cansız yüzeylere tutunarak ürettikleri, polimerik matriks içerisinde hayatta kalmalarını sağlayan bir çeşit kalkandır. Biyofilmler mikroorganizmaya çeşitli avantajlar sağlamaktadır. Bu avantajlardan en önemlileri antimikrobiyal ilaçlara ve dezenfektanlara karşı direnç oluşturmaları ve olumsuz çevre koşullarına karşı dayanıklılık sağlamalarıdır. Bu avantajlardan dolayı mikroorganizmalar, biyofilm oluşturma eğilimindedir; bu durum ise sterilizasyon, dezenfeksiyon ve ilaç etkinliği açısından sorun oluşturmaktadır.

Biyofilmleri aşmak adına uygulanan işlemler, biyofilmin ilk katmanlarında etkili olsa bile olgun biyofilmleri eradike etmek açısından yetersiz kalmaktadır. Bu nedenle biyofilmler, halk sağlığı ve gıda güvenliği açısından risklidir ve biyofilmlere karşı uygun önleme stratejilerinin geliştirilmesi oldukça önemlidir.[1]

Biyofilmlere karşı alınan önlemlerin başında fiziksel (mekanik) ve kimyasal temizleme ile antimikrobiyal kullanımı gelmektedir. Ancak biyofilm yapısının antibiyotiklere, biyositlere ve mekanik strese karşı artan toleransı nedeniyle olgun biyofilmleri tamamen ortadan kaldırmak çok zor hale gelmiştir. Ayrıca kullanılan kimyasal ürünlerin verimliliği; pH, sıcaklık, çözünürlük, konsantrasyon ve temas süresi gibi faktörlerden etkilenmektedir. Bununla beraber rutin temizliğin maliyetli olması ve uygulanan yüzeye zararlı olması da bir diğer dezavantajdır.[2], [3]

Tüm Reklamları Kapat

Biyofilm oluşum aşamaları
Biyofilm oluşum aşamaları
Diatek

Nanoteknolojik Ürünlerin Biyofilmler Üzerinde Etkisi

Nanopartiküllerin sahip olduğu fizikokimyasal, katalitik, optik, elektriksel ve biyolojik özellikler biyoalgılama, kataliz, ilaç dağıtımı, kozmetik gibi çeşitli alanlarda kullanılmalarına olanak sağlamaktadır. Nanopartiküllerin kimyasal ve fiziksel yöntemler kullanılarak sentezi ise yan ürün olarak toksik maddelerin oluşması açısından tehlikelidir. Bununla beraber bu yöntemler ekonomik olarak maliyetli olması ve zaman alması açısından dezavantajlıdır. Nanobilim ve nanoteknoloji alanındaki gelişmeler, mikrobiyal hücrelerin kolonizasyonunu önlemek için biyomalzemelere kolayca entegre olarak biyofilm matrisinin üstesinden gelen ve patojene doğrudan yaklaşabilen biyosidal yeni nanomalzemelerin geliştirilmesine olanak sağlamıştır. Nanomalzemelerin yeşil sentez yoluyla üretilmesi, bu tür terapötik yaklaşımlarda başarıya giden yolun önünü açmaktadır.

Ayrıca gümüş, bakır, çinko, titanyum ve kobalt gibi metaller antimikrobiyal aktivite göstermektedir.[4], [5], [6] Ortamın pH'ı, metallere maruz kalma süresi, konsantrasyon, UV radyasyonu ve diğer maddelerin veya mikroorganizmaların varlığı gibi dış faktörler de bu metallerin aktivitelerini etkilemektedir.[7], [8]

Mikrobiyal enzimlerle işlevselleştirilmiş metalik nanoparçacıklar, gümüş-platin nanohibritleri (AgPt Nanohibritler), bakteri nanotelleri, süperparamanyetik demir oksit (Fe3O4) ve hem manyetotaktik hem de manyetotaktik olmayan bakteriler tarafından sentezlenen nanoparçacıklar biyofilm matrisini eradike etmek için kullanılan bazı maddelerdir.[9] Biyofilm eradike etme özelliği gösteren bazı nanomalzemeler aşağıda özetlenmiştir.

Gümüş

Gümüş, çok eski çağlardan beri kullanılan antimikrobiyal bir metaldir. Gümüş iyonları proteinlerdeki nükleofilik amino asit kalıntıları ve biyomoleküllerin sülfidril, amino, imidazol, fosfat ve karboksil gruplarına bağlanmaktadır. Gümüş, bakterilerin hücre duvarına bağlanarak hasara neden olmakta, sitoplazmik membranda hasara neden olarak sitoplazma içeriğinin dışarı sızmasına yol açmakta, DNA'ya zarar vermekte, proteinleri ve enzimleri (dehidrojenazlar) denatüre etmekte, ribozomlara bağlanarak protein sentezine engel olmakta, sitokrom sisteminde elektron taşınmasına engel olarak reaktif madde üretimine yol açmaktadır. Ancak bakteriler tüm bu etki mekanizmalarına karşı direnç geliştirmektedirler.[10]

Tüm Reklamları Kapat

Nano yapılı malzemeler ise bakteri ve mikroorganizmaların hücre duvarı ve hücre zarından kolaylıkla geçerek mikroorganizmaların DNA'sını inhibe etmektedirler. Böylece mikroorganizmanın eradikasyonu sağlanmaktadır. Nanogümüş parçacıklar, elektron salımını desteklemekte, bu durum ise hücre zarının yırtılmasına neden olmaktadır. Nano yapılı gümüşün etkisiyle ortaya çıkan elektronlar, hücre zarını yırtarak mikroorganizmaların çoğalmalarını engellemektedir.[11] Bu nedenle nano yapılı gümüş dezenfektan spreyler günümüzde sıklıkla tercih edilmektedir. Bununla beraber nanogümüş partiküller; gıda işleme ve paketlemede ve ev temizlik ürünlerinde de sıklıkla tercih edilmektedir.[12]

Altın

Gelişen ilaç direnci, mikrobiyal enfeksiyonların görülme sıklığının artmasına ve tedavi başarısında azalmaya neden olmaktadır. Bu durum ise halk sağlığı ve ülke ekonomisi açısından önemli bir sorun teşkil etmektedir.[13] Altın nanoparçacıklar hücrelere yüksek afinite göstermekte ve bu nedenle bağışıklık hücreleri tarafından kolayca hücre içine alınabilmektedir. Böylelikle enfekte olmuş bölgede mikrobiyal patojenlerin inhibisyonunu ve hasar görmesini kolaylaştırmaktadır.[14]

Altın nanopartiküller
Altın nanopartiküller

Titanyum Dioksit

Titanyum dioksit (TiO2) içeren nano ürünler; korozyon direnci, biyouyumluluğu ve kendi kendini temizleme özelliği nedeniyle tellerde, geçici ankraj cihazlarında ve ortodontik braketlerde sıklıkla tercih edilmektedir. Titanyum dioksit amorf haldeyken fotokatalitik aktivite göstermemektedir, ancak kristal formda hidroksil radikalleri üretmektedir. Ayrıca TiO2 geniş bant aralığına (3.0–3.2 eV) sahip olduğu için elektron-delik çifti üretimi sadece UV ışıması ile sağlanmaktadır, bu nedenle güneş ışığında düşük fotokatalitik verim elde edilmektedir.[15]

Nanoteknolojik Ürünlerin Biyofilm Yapısı Üzerine Etkisi Alanında Yapılmış Çalışmalar

Mohanty ve arkadaşları 2012 yılında nişasta ile stabilize edilmiş gümüş nanopartiküllerin antimikrobiyal aktivitesini değerlendirdikleri çalışmalarında, gümüş nanopartiküllerin şekil ve boyut dağılımını transmisyon elektron mikroskobu ile karakterize etmişlerdir. Bu maddelerin hem Gram pozitif hem de Gram negatif patojenlere karşı oldukça etkili olduğunu göstermişlerdir. Bununla beraber gümüş nanopartiküllerin sahip olduğu sitotoksik olmama ve makrofajların hücre içi öldürme potansiyelini artırma gibi özelliklerinin önemli avantajlar olduğunu belirtmişlerdir. Ayrıca, gümüş nanopartiküllerin biyofilm oluşumunu engellediğini ve insan katyonik antimikrobiyal peptit LL-37'ye kıyasla daha iyi antibakteriyel aktivite sergilediğini de rapor etmişlerdir.[16]

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.

Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.

Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.

Kanmani ve arkadaşları ise 2013 yılında stabilize gümüş nanopartiküllerin anti-biyofilm aktivitesini değerlendirmişlerdir. Araştırmacılar, 96 kuyucuklu mikroplaklarda oluşturulan Esherichia coli, Bacillus cereus, Listeria monocytogenes ve Pseudomonas aeruginosa tarafından oluşturulan biyofilmlere karşı gümüş nanopartiküllerin etkisini göstermişlerdir. Bakteri suşları tarafından oluşturulan biyofilm yapılarının antibiyotiklerle doza bağımlı bir şekilde engellendiği ve kuyucuklara gümüş nanopartiküllerin eklenmesiyle biyofilm oluşumunda azalmalar gözlendiği bildirilmiştir.[17]

Gopinath ve arkadaşları; gümüş (Ag), altın (Au) ve bunların bimetalik (Ag/Au) nanoparçacıklarını yaprak özütü kullanarak çevre dostu bir şekilde sentezledikleri çalışmalarında; Ag ve Ag/Au bimetalik NP'lerin, Gram pozitif ve Gram negatif bakterilere karşı yüksek antibakteriyel ve antibiyofilm aktiviteleri gösterdiğini rapor etmişlerdir. Araştırmacılar elde ettikleri verilerden yola çıkarak, Ag, Au ve Ag/Au bimetalik nanopartiküllerin ilaç endüstrisi tarafından mikrobik enfeksiyonlara karşı mücadelede etkili ilaçlar geliştirmek için kullanılabileceğini belirtmişlerdir.[18]

Naik ve Kowshik ise; AgCl-TiO2 nanoparçacıklarının biyofilmler üzerindeki etkisini araştırmışlardır. Araştırmacılar düşük sıcaklıkta işlenmiş AgCl–TiO2 nanokompozit kaplamaların, E. coli, S. epidermidis ve P. aeruginosa tarafından oluşturulan biyofilmleri eradike ettiğini rapor etmişlerdir.[2]

Sonuç olarak; nanoteknoloji alanındaki son gelişmeler, biyolojik ve fizikokimyasal olarak sentezlenen altın, gümüş, demir, titanyum, bakır, kobalt, platin gibi farklı elementlerden çok sayıda nanoparçacık ve nanomalzeme üretilmesinin önünü açmıştır. Nanoparçacıkların fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri; tıp, çevre, gıda ve endüstri gibi alanlarda kullanımının önünü açmaktadır.

Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
11
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Muhteşem! 1
  • Tebrikler! 0
  • Bilim Budur! 0
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 0
  • Güldürdü 0
  • İnanılmaz 0
  • Umut Verici! 0
  • Merak Uyandırıcı! 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
Tüm Reklamları Kapat

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 22/07/2024 17:44:42 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/16107

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Element
Venüs
Haber
Köpekgil
Doğru
Elementler
Evrim Ağacı
Elektrik
Diş Gelişimi
Nöronlar
Beyin
Abd
Yörünge
Kertenkele
Su
Gazetecilik
Müzik
Elektromanyetik
Evrimsel Süreç
Evrim Teorisi
Dünya Dışı Yaşam
Hücre
Aşı
Beslenme Davranışı
Kalıtım
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Bugün bilimseverlerle ne paylaşmak istersin?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
H. Aslan, et al. Biyofilm Nedir? Nanoteknolojik Ürünler Biyofilmleri Nasıl Etkiler?. (13 Mart 2024). Alındığı Tarih: 22 Temmuz 2024. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/16107
Aslan, H., Alparslan, E. (2024, March 13). Biyofilm Nedir? Nanoteknolojik Ürünler Biyofilmleri Nasıl Etkiler?. Evrim Ağacı. Retrieved July 22, 2024. from https://evrimagaci.org/s/16107
H. Aslan, et al. “Biyofilm Nedir? Nanoteknolojik Ürünler Biyofilmleri Nasıl Etkiler?.” Edited by Eda Alparslan. Evrim Ağacı, 13 Mar. 2024, https://evrimagaci.org/s/16107.
Aslan, Hacer. Alparslan, Eda. “Biyofilm Nedir? Nanoteknolojik Ürünler Biyofilmleri Nasıl Etkiler?.” Edited by Eda Alparslan. Evrim Ağacı, March 13, 2024. https://evrimagaci.org/s/16107.
ve seni takip ediyor

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close