Electrospinning Nedir?

16. Hafta


Electrospinning (veya Türkçe’de bazı yerlerde geçtiği haliyle elektroatım/elektroçekim), çözelti veya eriyik maddelerin nano- veya mikro- boyutlu fiberler halinde üretilmesi amacıyla kullanılan bir tekniktir.

Çalışma mantığı oldukça basit;

Electrospinning şematik gösterimi

Bir iğne (metal kapiler) ve bir iletken yüzey arasında oluşan elektrik alan sayesinde çalışıyor teknik. Yandaki şekilde de görülebileceği üzere nano-/mikrofiber üretmek istediğiniz malzemeyi, ucunda gerilim olan bir iğne içerisinden dışarı püskürtüyorsunuz. İğnedeki gerilim sayesinde pozitif yüklü hale geçen malzeme, karşı uçta bulunan negatif yüklü iletken yüzey tarafından çekiliyor. İletken yüzey üzerinde fiberler halinde biriken malzeme nihayetinde doku iskelesini oluşturuyor.

Tekniğin temeli 1930’lu yıllara dayanmasına rağmen 60’lı yıllarda günümüzdeki haline evrilmiş.

İğne ucundan dışarı ittirilen malzeme, elektrik alan sebebiyle iğne ucunda damlacık oluşturduktan sonra, uygun bir eşik değerinde gerilim uygulandığı anda Taylor konisi adı verilen şekli alıyor. Bu eşik değeri geçildikten sonra malzeme, fiber halinde karşı tarafta bulunan iletken yüzeye doğru yol alıyor.

3D bioprinting uygulamalarında olduğu gibi electrospinning uygulamalarında da kullanılabilecek pek çok farklı malzeme seçeneği var. Bunlar doğal ve sentetik polimerler olarak 2 ana gruba ayrılabilir (polimerlerin incelemesi için bu yazıya).

Çeşitli nanofiber SEM mikrografları – Kaynak

Elde edilen fiberler doku mühendisliği uygulamalarında scaffold olarak kullanılabileceği gibi, ilaç araştırmaları gibi alanlarda da sıklıkla kullanılıyor. İlaç etken maddenin fiber oluşturacak malzeme ile karıştırılarak ilaç yüklü fiberler üretilmesi, bu araştırmalarda kullanılan en yaygın yöntemlerin başında geliyor.

Fiberlerin scaffold olarak kullanımı ise elde edilen fiber yapıların şeklinin kontrol edilememesi gibi bazı dezavantajlara sahip.

 

Nöral kök hücre (mavi) yapışmış nanofiberler – Kaynak

Tekniğin en büyük dezavantajlarından birisi, istenilen her malzemenin kullanılamıyor olması. Bu sebepten dolayı özellikle doku mühendisliği için geliştirilebilecek yenilikçi yaklaşımlar biraz sınırlı kalmış oluyor. Yine de basitlik, düşük maliyet ve yüksek verimlilik gibi avantajları sayesinde electrospinning günümüzde önemli bir doku mühendisliği aracı olarak yerini sağlama almış durumda.

3D nanofiber oluşturmak için geliştirilen farklı bir teknik şematiği; burada iğne ucu hareket ettirilerek oluşan nanofiberlerin istenilen şekilde üretilmesi hedefleniyorKaynak

Ancak ve ancak, içinde hücre bulunan biyomalzemeler ile electrospinning kullanılarak scaffold üretilmesi noktasında çok büyük bir engel var karşımızda. İşin içinde yüksek gerilim gibi hücrelere zarar verme potansiyeli oldukça yüksek olan bir parametre bulunmasından dolayı, hücreli fiberlerin tek basamakta üretimi oldukça sınırlı uygulamalara sahip. Bu sebepten dolayı doku mühendisliği araştırmalarında electrospinning kullanılırken hücreler, üretilen fiberlerin üzerine sonradan ekleniyor. Buna ilave olarak üretilen scaffoldlar 2D denebilecek kadar ince bir tabaka halinde elde edildiği için doku mühendisliğinin en büyük araştırma konularından birisi olan 3D hücre kültürü ortamını elde etme noktasında sorunlar yaşanıyor.

Bu gibi sebeplerden ötürü electrospinning araştırmalarının asıl odak noktası farklı çalışmalara kaymış durumda. Bu farklı çalışma konuları da bu blogun ana teması dışında kaldığı için bu yazı burada sonlanmış oluyor.


Kaynakça

  • Radacsi, N., & Nuansing, W. (2020). Fabrication of 3D and 4D polymer micro- and nanostructures based on electrospinning. 3D and 4D Printing of Polymer Nanocomposite Materials, 191–229. doi:10.1016/b978–0–12–816805–9.00007–7
  • R.M. Geoffrey (Ed.), Electrospinning: Principles, Practice and Possibilities, Royal Society of Chemistry,
    2015. https://pubs.rsc.org/en/content/ebook/978-1-84973-556-8
  • Kardelen Ecevit, Yuksek Lisans Bitirme Tezi, Gumus Nanopartikul Iceren Polivinil Alkol ve Kitosan Nanoliflerinin Antimikrobiyal Aktivite ve Amoksisilin Salinim Ozelliklerinin Incelenmesi, Anadolu Universitesi 2018

Teşekkür;

Bu yazının hazırlanmasında geçen yardımları için sevgili Kardelen Ecevit’e teşekkür ederim.

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Connecting to %s

WordPress.com'da bir web sitesi veya blog oluşturun

Yukarı ↑

Web sitenizi WordPress.com ile oluşturun
Başla
%d blogcu bunu beğendi: