Akademik Veri Yönetim Sistemi
Göktaş H. (Yürütücü), Gökce M. İ., Evren Yurtcu E., Demir Çalışkan T.
TÜBİTAK Projesi, 2022 - 2024
Sağlık hizmetleri sırasında meydana gelen enfeksiyonlar önemli bir mali yük getirmekle birlikte ölümlerin en önemli birkaç nedeninden biridir. Hastane kaynaklı enfeksiyonların %65'inden fazlası, %50’ye varan bir ölümcül vaka oranı ile implant veya kalıcı tıbbi cihazlarla ilişkilidir. Üriner ve intravasküler kateterler en çok kullanılan invaziv tıbbi cihazlar olup bu kateter yüzeylerinin mikrobiyal kolonizasyonu, sağlık bakımı ile ilişkili enfeksiyonların çoğundan sorumludur. Üriner kateterde bakteriyel kolonizasyon, idrar yolu enfeksiyonuna (İYE) neden olmakla birlikte kristalin biyofilm oluşumu sonucunda enkruste olan kateterlerin çıkarılması bazen büyük cerrahi müdahaleler gerekmektedir. İYE’ler, tüm dünyayı etkisi altına alan COVID-19 pandemisi süresince kateterlerin vücut dışına alınmalarının gecikmesiyle birlikte daha sık karşılaşılan bir sorun haline gelmiştir. Bu nedenlerle kateter yüzeyinde bakteri kolonizasyonunu engelleyip biyofilm oluşumunun inhibisyonu için biyouyumlu ve düşük maliyetli yeni teknolojilerin geliştirilebilmesi amacıyla yıllardır süregelen çalışmalar devam etmektedir.
Sağlıklı idrarın pH değeri, 5.0 ile 6.0 arasındadır ve bu değer, bazik olarak tanımlanabilecek seviyelere yükseldiğinde bu durum İYE anlamına gelmektedir. İdrarda bulunan çeşitli bakteri türleri enfeksiyon gelişmesine neden olurken, bazı bakteri kolonileri (örn: Proteus mirabilis), idrarın parçalanmasıyla amonyum oluşumunu kataliz eden üreaz enzimini üretir. Amonyumun artması idrar pH'sında bir artışa da neden olur. Yüksek pH'da, struvit (magnezyum amonyum fosfat) ve kalsiyum fosfat gibi kateter kabuklanmaları oluşur ve kateter yüzeyinde çökelir ve sonunda kateteri bloke eder.
İdrar yollarında meydana gelen biyofilm gelişimini engellemek, kabuklaşma ve mesane taşlarının oluşumlarını inhibe edebilmek için çok çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Ancak hiçbir çalışma bu olumsuz durumlara karşı net bir çözüm sunamamıştır. Bu projede, biyofilm oluşumunu engellemek ve idrar pH'sını kateter yakınında kontrol altında tutmak için hem antifouling hem de asidik özelliklere sahip nm mertebesinde kopolimer ince filmler sentezlenecektir. Bu kapsamda öncelikle kateter malzemesinin hidrofobik yüzey özelliklerini hidrofilik hale getirerek bakteri tutunmasının engellenmesi amaçlanmakta, ek olarak idrar kateteri yüzeyinde, bakteriler ve substratlar arasındaki etkileşim güçlerini bloke eden antifouling özelliklere sahip olan polietilenglikol (PEG), ve pH'yı düzenlemek için sitrik asit aşılı poliglisidil metakrilat (PGMA-SA) polimerleri kullanılacaktır. Bu çalışmada, üriner kateter yüzeyinde nm kalınlığında ince filmleri sentezlemek için plazma destekli kimyasal buhar biriktirme (PECVD) tekniği kullanılacaktır. pH değişiminin regüle edilmesine paralel olarak da mesane taşlarının ve kabuklaşmanın oluşumunun önüne geçilecektir.
PEG:PGMA-SA ince film kaplı üriner kateterler, biyofilm oluşturabilen E. coli bakterisi ve kristalin taşların oluşumundan sorumlu P. mirabilis bakterileri ve gram pozitif S. epidermidis bakterisi ile inkübe edilerek belli zaman aralıkları içinde kateter yüzeyleri incelenecektir. Kateter ve bakteriler, bakteri kültürü ve suni idrar ortamında inkübe edilerek pH kontrolü ve monitörizasyonu yapılacaktır. İnkübasyon sonrası kateterlerin yüzey morfolojileri, varsa kateterin yüzeyinde oluşan biyofilmin moleküler yapısı ve bakteri sayımları gerçekleştirilecektir. Ayrıca, spesifik olmayan protein tutunumu ve in-vitro sitototksisite çalışmaları yapılacaktır.
Hem antifouling özellik gösteren hem de pH’yı regüle etmek için ilk defa sentezlenecek kopolimer ince filmler ve bunların bakteri etkileşimi sonucunda elde edilecek verilerle yüksek etki değerine sahip bilimsel makale (en az üç), kitap bölümü yazılması ve sonuçların uluslararası konferanslarda paylaşılmasının yanı sıra patent başvurusu yapılması hedeflenmektedir. Ayrıca, üriner kateterlerin dışında değişik implantlar için nanometre kalınlığında biyouyumlu ve antifouling yüzeylerin üretimi için yeni yollar açabileceği ve yeni projelerin geliştirilmesine katkı sağlayacağı öngörülmektedir.