TEKSTİL VE MÜHENDİS () http://www.tekstilvemuhendis.org.tr Tekstil Boyama İşlemlerinde Lipozomların Kullanımı Application of Liposomes in Textile Dyeing Process, A. Merih SARIIŞIK Dokuz Eylül Üniversitesi, Tekstil Mühendisliği Bölümü, İZMİR Online Erişime Açıldığı Tarih (Available online): 27 Haziran 212 (27 June 212) Bu makaleye atıf yapmak için (To cite this article):, A. Merih SARIIŞIK(212): Tekstil Boyama İşlemlerinde Lipozomların Kullanımı,, 19: 86, 56-62. For online version of the article: http://dx.doi.org/1.7216/13759921219868
1 9 9 2 TMMOB TMMOB Tekstil Mühendisleri Odasý UCTEA Chamber of Textile Engineers Yýl (Year) : 212/2 Cilt (Vol) : 19 Sayý (No) : 86 Derleme Makalesi/Review Article TEKSTÝL BOYAMA ÝÞLEMLERÝNDE LÝPOZOMLARIN KULLANIMI * Dokuz Eylül Üniversitesi Tekstil Mühendisliði Bölümü,ÝZMÝR Gönderilme Tarihi / Received: 7.5.212 Kabul Tarihi / Accepted: 2.6.212 ÖZET: Tekstil proseslerinin ekolojik olarak gerçekleþtirilmesinde fosfolipitler gibi doðal ürünlerin kullanýmýna ilgi giderek artmaktadýr. Lipozomlar, sulu iç bölgeye sahip fosfolipitten meydana gelen çift katmanlý yapýlardýr. Aktif maddenin hücre zarýnýn bir ucundan öbür ucuna taþýnmasýna olanak tanýyan lipozomlar; eczacýlýk, kozmetik, gýda, deterjan, tekstil ve bunun gibi birçok alanda uygulama potansiyeline sahiptir. Son yýllarda, lipozomlar daha düþük sýcaklýklarda ve çevreye duyarlý bir þekilde tekstil üzerine boyarmaddelerin aktarýlmasýnda taþýyýcý olarak araþtýrýlmaktadýr. Ülkemizde lipozomlarýn üretimi laboratuar ortamýndaki çalýþmalarla sýnýrlý kalmýþtýr. Bu çalýþmada, lipozomlarýn genel özellikleri hakkýnda bilgi verilmiþ ve özellikle yün boyamada olmak üzere boyama iþlemlerinde lipozomlarýn diðer tekstil yardýmcý maddelerle birlikte kullanýmý üzerine çalýþmalar incelenmiþtir. Anahtar kelimeler: Lipozom, tekstilde kapsülleme, tekstilde boyama, yün boyama APPLICATION OF LIPOSOMES IN TEXTILE DYEING PROCESS ABSTRACT: There is an increasing interest in using natural products such as phospholipids to create ecofriendly textile processes. Liposomes are the bilayers composed by phospholipids encapsulating an inner solution phase. Liposomes allowing transport of active agent to one end of cell membrane to the other one have potential application in numerous fields, such as pharmaceuticals, cosmetics, foods, detergents and textiles. Recently, liposomes have been investigating as carriers in transferring dye molecules on textile material at lower temperature and environmentally. Production of liposomes has been limited in laboratory environment in our country. This study provides information on general characteristics of liposomes and the studies on the use of liposomes in textile dyeing processes with other textile auxiliaries, especially wool dyeing, were examined. Key words: Liposomes, encapsulation in textile processes, dyeing processes in textile, wool dyeing *Sorumlu Yazar/Corresponding Author: merih.sariisik@deu.edu.tr DOI: 1.7216/13759921219868, www.tekstilvemuhendis.org.tr SAYFA 56
1. GÝRÝÞ VE GENEL BÝLGÝLER Lipozomlar, sulu iç bölgeye sahip kapalý keseciklerden oluþan, çaplarý 1 nm ile 1 µm arasýnda deðiþen küresel fosfolipit tabakalarýdýr [1]. Lipozomlar, yüzey aktif biyolojik lipitler tarafýndan oluþturulmuþ keseciklerdir. Ýçerisindeki sulu bölgesi, çift katmanlý lipit tabakalarý arasýna hapsedilmiþtir. Fosfatidilkolin, lipozomlarýn üretiminde en yaygýn olarak kullanýlan biyolojik lipittir [2]. Þekil 1'de tek tabakalý lipozomun þematik görünümü verilmiþtir. Fosfolipitlerin içerdikleri baþlýca doymamýþ yað asitleri; oleik, linoleik, linolenik ve araþidonik asitler, doymuþ yað asitleri ise; laurik, miristik, palmitik, stearik ve araþidik asitlerdir [8]. Þekil 3'te lipozomu oluþturan fosfalipit yapýlar verilmiþtir. Þekil 1: Tek tabakalý (Unilamelar) lipozom [3, 4] Lipozomlar, hidrofobik ve hidrofilik iki kýsýmdan meydana gelmektedir. Hidrofilik kýsým, fosfat ve kolin gruplarýndan meydana gelirken; hidrofobik kýsým iki hidrokarbon zincirinden oluþmaktadýr [5, 6]. Lipozomlar, genellikle soya yaðý veya yumurtadan elde edilen yüksek derecede saflaþtýrýlmýþ fosfolipitlerden üretilmektedir [1]. Gliserolün bir karbonuna fosforik asit, diðer iki karbonuna yað asitlerinin ester baðýyla baðlanmasý sonucu, fosfolipitlerin yapýsýndaki ana madde olan fosfatidik asit oluþur. Gliserin (Þekil 2), diðer adý gliserol olan lipitlerin yapýsýnda bulunan üç karbonlu bir alkoldür. Þekil 2. Gliserol [7] Gliserin molekülünün 3 numaralý OH grubu önce fosforik asit ile esterleþir, sonra fosforik asidin bir oksijeni deðiþik moleküllerle örneðin; gliserin, kolin, etanolamin, serin ve inositol ile tekrar esterleþerek hidrofilik baþ grubunu oluþtururlar. Gliserinin 1 ve 2 numaralý OH gruplarý uzun zincirli yað asitleri ile esterleþerek hidrokarbon zincirini oluþtururlar. Yað asitlerinin zincir uzunluklarý ve doymamýþlýk dereceleri fosfolipitlerin özelliklerini belirlerler. Þekil 3. Lipozomu oluþturan fosfolipit yapýlar [9] Tablo 1'de lipozomlarýn hazýrlanmasýnda kullanýlan çeþitli lipitler verilmiþtir. Bu moleküller, iki alkil gruplu ve bir amfoterik gruplu gliserolün türevleridir [5]. Tablo 1. Farklý yüklü lipit çeþitleri [5] Katyonik Anyonik Nötral Dioleil-Trimetilamonyum-propan N-Metil-4(dioleil)-metilpiridinyumkrorid N-Metil-4(stearil)-metilpiridinyumklorid Dioleil-fosfatidil-etanolamin N-(1-(2,3-dioleiloksi)propil)-N,N,N,- trimetilamonyum klorid 1,2-bis(oleiloksi)-3-(trimetilamonyum)propan 3b(N-(N_,N_-dimetilaminoetan)-karbamoil) kolesterol 1,2-dimyristoyl-P-O-etilfosfatidilkolin Dioleil fosfatidik asit Dioleil fosfatidilgliserol kardiolipin Dioleil fosfatidilserin Fosfatidik asit Pirofosfatidik asit Fosfatidilgliserol Dioleil-fosfatidilkolin Fosfatidilkolin 1,2- dimiristoil-sn-glisero-3-fosfatidilkolin 1,2- dimiristoil -sn- glisero-fosfatidiletanolamin 1,2- dimiristoil-sn-glisero-fosfatidilkolin 1-palmitoil-2-oleil-sn-glisero-3-fosfokolin SAYFA 57
Lipozom üretiminin ilk evresinde, fosfolipit molekülleri kendiliðinden bir araya gelerek çift tabakalý yapý oluþmaktadýr. Bu çift tabakalý yapýnýn oluþumu esnasýnda, hidrofobik bileþikler membran içerisine katýlmaktadýr. Daha sonra, çift tabakalý yapýnýn uç kýsýmlarý kendi etrafýný sararak ve birbirlerine kenetlenerek lipozomu oluþturmaktadýr. Lipozom kesecikleri, sulu fazýn bir kýsmýnýn çevresini sarmakta ve böylece sulu faz içerisinde bulunan hidrofilik bileþikler buraya hapsolmaktadýr [1]. Lipozom üretimi için, Bangham metodu, donma-çözülme metodu (freze-thawing method), süpersonik irradyasyon metodu ( supersonic irradiation method), ters-faz buharlaþtýrma metodu (reverse-phase evaporation method) ve deterjan-diyaliz metodu (detergent dialysis method) gibi birkaç yöntem bulunmaktadýr [11]. Lipozomlar, ilk olarak 1974 yýlýnda Bangham tarafýndan keþfedilmiþtir. Bu yöntemde, lipitler ilk önce kloroform veya kloroform/etanol karýþýmý içerisinde çözülmektedir. Organik çözgen uzaklaþtýrýldýktan sonra, elde edilen ince lipit filmine sulu tampon çözeltisi ilave edilerek ve lipitin faz-geçiþ sýcaklýðýnýn üzerinde bir sýcaklýkta çözelti karýþtýrýlarak kuru lipit filminin basit bir þekilde hidratasyonu gerçekleþtirilmektedir. Bu çok katmanlý yapýlarýn sonikasyonu, ekstrüzyonu ve homojenizasyonu ile tek katmanlý lipozomlar üretilebilmektedir [5, 12, 15]. Bangham yöntemi kullanýlarak hazýrlanan lipozomlar,.5-1 µm çapýna sahip multilamel (çok tabakalý) lipozomlar (MLV)'dýr. Üretilen lipozomlarýn farklý gözenek çapýna sahip polikarbonat membranlardan geçirilmesi ile istenilen büyüklüðe ve homojen büyüklük daðýlýma sahip lipozomlar elde edilmektedir [16]. Lipozomlar, biyolojik membranlar için model olarak uzun süre kullanýlmýþtýr. 2li yýllarýn baþýnda, lipozomlarýn ilaç, gen tedavisi ve diðer birçok medikal ve kozmetik uygulamalarda taþýyýcý olarak kullanýmýnýn gelecek vaat ettiði kanýsýna varýlmýþtýr [11]. Lipozomlarýn, suda çözünebilen maddeleri iç bölgelerindeki sulu fazý içerisine, yaðda çözünebilen maddeleri ise çift katmanlý lipit tabakalarý içerisine hapsedebilme özelliklerinden dolayý, ilaç salým sistemleri için taþýyýcý olarak kullanýmý gelecek için önemli bir araþtýrma alaný olacaktýr. Lipozomlarý belirli bir bölgeye (hücreye veya dokuya) hedeflemek için lipozomlarýn yüzeyi, galaktoz ve aldoz þekeri (mannoz) gibi þekerlerle veya polietilenglikol ve poligliserol gibi hidrofilik bileþikler ile kolaylýkla modifiye edilebilmektedir. Böylelikle; lipozomlar, belirli bir hücreyi hedef alan ve yan etkileri azaltýlmýþ kanser tedavisi gibi çeþitli hastalýklarýn tedavisinde ve genlerin lipozom kesecikleri içerisine hapsedilmesi yoluyla gerçekleþtirilen gen terapisi gibi çeþitli týbbi uygulamalarda uygulama potansiyeline sahiptir. Lipozomlar, ayný zamanda ilaç formulasyonlarýnda ve kozmetik alanda yaygýn olarak kullanýlmaktadýr [11]. 1.1 Kapsülleme Verimliliði Keseciklerin oluþumu esnasýnda, lipozomlarýn bileþikleri içerisine hapsedebilme verimliliði, kapsülleme verimliliði olarak bilinmektedir [1]. Lipozomlarýn kapsülleme verimliliði; kapsüllenen maddenin kimyasal yapýsýna, ortam çözeltisinin çeþidine, lipozomlarýn yapýsýna (çift katmanlarý arasýndaki kolesterol miktarýna) ve lipozom konsantrasyonuna baðlýdýr [5]. Lipozom yapýsý içerisinde tutulan bileþikler, ya sulu faz içerisine hapsolmakta ya da çift tabakalý membran yapýsýna katýlmaktadýr. Kapsülleme verimliliðinin hesaplanmasý genellikle, lipozomun yapýsýna katýlmayan bileþiklerin uzaklaþtýrýlmasý ve geri kalan materyalin hepsinin lipozom içerisine hapsolduðunun varsayýlmasýna dayanmaktadýr. Çift tabakalý membran, çok çeþitli hidrofobik bileþikleri taþýmasýna olanak saðlayan kovalent olmayan baðlar tarafýndan birbirine tutunmaktadýr. Bu bileþiklerin membran içerisine hapsolma oraný, yaklaþýk olarak aðýrlýkça % 1'a kadar çýkmaktadýr. yüzde oranýnýn membranýn akýcýlýðýný ve geçirgenliðini etkileyebilmesine raðmen, membranýn yapýsý bozulmamaktadýr. Yüksek derecede hidrofobik materyaller ve organik çözgenler kullanýlarak gerçekleþtirilen lipozom hazýrlama yöntemleri için; lipozomun büyüklüðü, tipi ve bileþimi dikkate alýnmaksýzýn kapsülleme oraný genellikle % 1'e yakýndýr. Düþük derecede hidrofob olan moleküller için lipozom içerisindeki bileþiðin konumu ve lipozomun kapsülleme verimliliði; lipozomun hidrofobik ve hidrofil fazlar arasýnda bölümlere ayrýlmasýna baðlýdýr [1]. Marti ve arkadaþlarý [17], Bangham metoduna göre asit boyarmadde moleküllerini lipozom içerisine iki farklý þekilde (sulu faz ve organik fazdan) kapsüllemiþ ve lipozomlarýn kapsülleme verimliliklerini deðerlendirmiþlerdir. Ýlk yöntemde; organik çözgen uzaklaþtýrýlarak elde edilen kuru lipit filmine sulu boyarmadde çözeltisi ilave edilmiþtir. Böylelikle lipozomlarýn oluþumlarý anýnda boyarmadde molekülleri lipozomlarýn sulu iç bölgelerine penetre olmuþtur. Diðer yöntem olarak; lipit ve boyarmadde molekülleri ilk önce organik faz (kloroform-metanol karýþýmý) içerisinde karýþtýrýlmýþ ve çözgen uzaklaþtýrýldýktan sonra, elde edilen lipit-boyarmadde karýþým filmine sulu tampon çözeltisi ilave edilerek filmin hidratasyonu gerçekleþtirilmiþtir. Böylelikle; lipozom oluþumundan önce boyarmadde molekülleri lipit matriks içerisine daðýlmýþtýr. Bu iki yönteme göre elde edilen lipozomlarýn kapsülleme verimlilikleri karþýlaþtýrýldýðýnda, asit boyarmaddelerinin organik fazdan kapsüllenmesi, sulu fazdan SAYFA 58
kapsüllenmesine göre daha etkili olduðu görülmüþtür. Asit boyarmaddelerinin organik fazdan lipozom içerisine kapsüllenmesindeki doyma seviyesinin, sulu fazdan kapsüllenmesindeki maksimum doyma seviyesinden 3-4 kat daha yüksek olduðu gözlenmiþtir. Bu da; asit boyarmaddelerin lipit tabakalarýna baðlanmasýnda esas olarak hidrofobik etkileþimlerin rol oynadýðý anlamýna gelmektedir. 1.2 Lipozomlarýn Stabilitesi Lipozomlar, termodinamik açýdan kararsýz olduklarýndan; hazýrlanma yöntemleri lipozomlarýn partikül büyüklüðü, ortalama büyüklük daðýlýmý, tabakalaþma ve kapsülleme verimliliði gibi fizikokimyasal özelliklerini etkilemektedir [16]. Lipozomlar, kendiliðinden bir araya gelme davranýþý göstermektedir. Tekstil proseslerinde lipozomlarýn kullanýmý; ph, sýcaklýk, süre ve lipit tabakalarý arasýndaki kolesterol miktarýna baðlý olan fizikokimyasal stabiliteyi gerektirmektedir. Agregasyon veya çözünebilirlikten dolayý lipozomlarýn boyutlarýnda meydana gelen deði-þim, spektrofotometre ve dinamik ýþýk saçýlmasý metodu kullanýlarak, bu sistemlerin hem absorbansýnda hem de ortalama kesecik büyüklük daðýlýmýndaki deðiþimler ölçülerek tayin edilebilmektedir. Lipozomlar, asidik ve bazik ortamda ve 4-8 C'de fizikokimyasal stabiliteye sahiptir. Lipit tabakalarý, sýcaklýða baðlý olarak jel veya sývý faz formunda bulunabilmektedir. 4-5 C'de agregasyondan dolayý lipozomlarýn partikül büyüklük daðýlýmýnda herhangi bir deðiþim gözlenmemektedir. Bununla birlikte; sulu iþlem esnasýnda sýcaklý- ðýn artýþýyla (6-8 C) lipozom agregasyonu gözlenmektedir. Sýcaklýðýn daha da yükselmesiyle, agregasyon artmaktadýr. Yüksek sýcaklýkta, lipozomlar kumaþ yüzeyinde depolanan ve etken maddenin absorbsiyonuna karþý hidrofobik bariyer meydana getirebilen tek polimer zincirli dispers fosfolipitlere dönüþmektedir. Boyama sýcaklýk aralýklarý, her zaman lipozomlarý oluþturan lipitlerin geçiþ sýcaklýðýndan yüksektir. Bu nedenle; 4-8 C sýcaklýk aralýðýnda lipozomlar en iyi performans göstermektedir. Sulu iþlem esnasýnda, süre uzatýldýðýnda lipozomlarýn stabilitesi düþmekte ve lipozomlarýn konsantrasyonundaki artýþ ile kesecik büyüklüðü artmaktadýr. Lipozomlarýn yapýsýndaki kolesterol miktarýndaki artýþ ile bu sistemlerin stabilitesi artýþ göstermektedir. Ýþlem süresine baðlý olarak, sodyum hipoklorit çözeltisi içerisindeki lipozomlarýn stabilitesi, doðrudan yükseltgen madde ve lipitler arasýndaki molar oranla iliþkilidir. Boyama iþlemi esnasýnda, lipozomlarýn büyüklüklerinde küçük bir artýþ meydana gelmektedir. Lipozom konsantrasyonundaki artýþ, boyamanýn son evresinde boyarmadde alýmýnda düþüþe yol açmaktadýr. Bu durum, lipozomlarýn stabilitesi ile iliþkilendirilebilmektedir. Lipozomlar, boyamanýn son evresinde dispers fosfolipitlere dönüþmekte ve yün lifi yüzeyinde depolanarak son boyama sýcaklýðýnda boyarmadde alýmýnda düþüþe yol açabilmektedir [5]. 2. LÝPOZOMLARIN BOYAMA ÝÞLEMLERÝNDE KULLANIMI Tekstil proseslerinin ekolojik olarak gerçekleþtirilmesinde fosfolipitler gibi doðal ürünlerin kullanýmýna ilgi giderek artmaktadýr. Son yýllarda, lipozomlar, uygun maliyetli ve çevreye duyarlý bir þekilde tekstil üzerine boyarmaddelerin aktarýlmasýnda taþýyýcý olarak araþtýrýlmaktadýr [6, 18]. Araþtýrmalar, lipozomlarýn boyamada yaygýn olarak kullanýlan çeþitli sentetik yardýmcý maddelere alternatif bir araç olarak kullanýlabileceðini göstermektedir [5]. Yapýsal özelliklerinden dolayý, lipozomlar sulu fazý içerisinde hidrofil boyarmaddeleri (reaktif, asit ve bazik boyarmaddeler) ve fosfolipit çift katmanlý yapýlarý arasýnda hidrofobik boyarmaddeleri (dispers boyarmaddeler) kapsülleyebilmektedir [19, 2]. Tekstil boyama iþlemlerinde, konvansiyonel olarak sentetik yardýmcý maddelerle ve yüksek sýcaklýklarda (1 C ve daha yüksek sýcaklýklarda) çalýþýlmaktadýr. Bu faktörlerin, hem tekstil (lif zararý) hem de çevre üzerine (atýk su yükü) olumsuz etkileri bulunmaktadýr. Boyama iþleminde, lipozomlar kullanýlarak bu problemler azaltýlabilmektedir. Lipozomlarýn yün, ipek, yün/pes ve poliester boyamada taþýyýcý olarak kullanýmý üzerine birçok araþtýrma yapýlmýþ ve saf yün ve yün karýþýmlarýyla elde edilen sonuçlar mükemmel çýkmýþtýr [17, 18]. Yün boyama iþleminde, lipozomlar hem laboratuar hem de endüstriyel ölçekte uygulanmaktadýr. Yapýlan çalýþmalar; boyarmadde alýmý, boyarmadde fiksajý ve tekstil tutumu açýsýndan, lipozomlarýn yün boyama iþleminin optimizasyonunda sentetik yardýmcý maddelere alternatif olarak kullanýlabileceðini göstermektedir [17]. 2.1 Yün Boyama Yünün düþük sýcaklýkta boyanmasý esnasýnda, boya banyosunda çeþitli sentetik yardýmcý maddeler yaygýn olarak kullanýlmaktadýr. Son yýllarda ticari lipozomlar çoðunlukla yün boyamada olmak üzere boyama iþlemlerinde diðer tekstil yardýmcý maddeleriyle birlikte kullanýlmaktadýr [2]. Yünün düþük sýcaklýkta boyanmasýnýn birçok avantajý vardýr. En önemli avantajý enerji tasarrufudur. Bunun yaný sýra; sýcaklýðýn düþürülmesiyle ya da yüksek sýcak-lýkta boyama süresinin kýsaltýlmasýyla lifler korunmaktadýr. Yün ve yün karýþýmlarýnýn lipozom içeren boya banyosunda boyanmasý; enerji tasarrufu saðlamakta ve düþük çevresel etkilerle birlikte; liflere daha doðal bir tutum ve iyileþtirilmiþ kalite özelliði kazandýrmaktadýr [2]. Yün SAYFA 59
ve yün karýþýmlarýnýn lipozom varlýðýnda boyanmasýnda, boyama sýcaklýðýnda belirgin bir düþüþ (konvansiyonel boyama iþlemi ile kýyaslandýðýnda yaklaþýk 1 C) saðlanmaktadýr. Ürünün boyama düzgünlüðü ve mekanik özellikleri iyileþtirilmektedir. Atýk su yükünde de belirgin bir düþüþ meydana gelmektedir [1]. 2.1.1 Lipozom-Yün Etkileþimi Yün, bilindiði üzere, lipitleri içeren doðal hücresel liflerdir ve lipozomlar da lipitlerden meydana gelmektedir. Ýþte bu sebeple; yün liflerinin yüzey iþleminde lipozomlarýn kullanýlmasý, lipozomlarýn yün hücre bileþimine katýlabilme yeteneðinden ve farklý yapýdaki maddeleri kapsülleyip, bu maddelerin taþýyýcý rolü üstlenmesini saðlamasýndan dolayý özel bir önem taþýmaktadýr. Yün yüzey modifikasyonunda, lipozomlarýn hücre üzerinde taþýyýcý olarak çok etkin rol oynadýðý ve bununda iyileþtirilmiþ çok farklý etkilere sahip yeni yün materyallerinin yaratýlmasýna ýþýk tutacaðý kuþkusuzdur [26]. Lipozom içerisine kapsüllenmiþ boyarmadde, yün lifleri tarafýndan absorbe edilmekte ve lipozomun lipit bileþenleri ile yünün kompleks hücre membraný (CMC) arasýnda boyarmadde difüzyonunun hýzlanmasýna yol açan karþýlýklý etkileþim meydana gelmektedir. Bu da, yün kumaþý düþük sýcaklýklarda kýsa süreli boyamada, boya banyosuna lipozom (mevcut boya yardýmcý maddelere alternatif olarak) eklenmesinin uygun olduðu anlamýna gelmektedir [1]. Kapsüllenmiþ boyarmadde, yün liflerine doðru daha iyi boyarmadde alýmý gerçekleþtirerek yavaþ yavaþ serbest býrakýlmaktadýr. Þekil 4'te lipozom içerisindeki boyarmadde moleküllerinin yün liflerine doðru difüzyonu gösterilmektedir. Þekil 4. Lipozom içerisine kapsüllenmiþ boyarmadde moleküllerinin yün liflerine doðru difüzyonu [17] Yapýsal olarak; yün lifleri, kütiküla ve kortikal hücrelerin kompleks hücre membraný (CMC) tarafýndan birbirine tutunmasý ile bir araya gelmektedir. Liflerin boyanma ve difüzyon özellikleri, büyük çoðunlukla yünün iç yapýsýndaki lipitler tarafýndan oluþturulan bu membran yapýsýndan etkilenmektedir. Bu lipitler, toplam lif aðýrlýk oranýnýn sadece % 1.5'ini oluþturmakta ve üç ana lipit çeþidinden meydana gelmektedir: steroller, serbest yað asitleri ve polar lipitler. Yünün iç yapýsýndaki lipitlerin, yün liflerinin geçirgenliðini etkilediði bilinen, hücre membraný yapýsýnda (CMC) tabakalar halinde sýralandýðý varsayýlmaktadýr. Yün lifleri içerisine kimyasal maddelerin taþýnmasýnda kompleks hücre membraný (CMC) önemli rol oynamaktadýr. Lipozom-yün etkileþimleri, fosfolipitlerin yün lifleri tarafýndan absorbsiyonu ve yün lipitlerinin çözünebilirliðinden dolayý hücre membraný yapýsýnda meydana gelen yapýsal deðiþimler ile açýklanabilmektedir. Lipozom-yün arasýndaki karþýlýklý etkileþimlerle ilgili çalýþmalar, lipozom ve yün lifleri arasýnda bazý lipit materyallerinin yer deðiþtirebileceðini göstermektedir. Yün lifleri lipozomlar ile iþleme tabi tutulduklarýnda, lipozomun yapýsýndaki fosfatidilkolin yün tarafýndan absorbe edilmekte ve yünün kompleks hücre membran bütünlüðünü bozmadan yünün hücre yapýsýna katýlmaktadýr. Yün lipit tabakalarý arasýndaki fosfolipitlerin varlýðý, yün lifleri içerisine boyarmaddenin geçirgenliðini dolayýsýyla difüzyonunu etkilemektedir. Yün lifleri lipozomlar ile iþlem gördüklerinde, yün liflerinden polar lipitlerin uzaklaþmasý ve fosfolipitlerin (PC) yün lifleri içerisine penetrasyonu eþ zamanlý olarak gerçekleþmektedir. Esas olarak seramid ve kolesterol sülfattan meydana gelen polar lipitler, kimyasal yapý ve membran davranýþý açýsýndan fosfatidilkolinden önemli derecede farklýlýk gösterdiðinden dolayý; böyle bir yer deðiþtirme olayý yünün hücre membraný yapýsýný, dolayýsýyla boyarmadde moleküllerinin yün liflerine doðru geçirgenliðini büyük oranda etkilemektedir [17]. 2.2 Önceki Çalýþmalar De La Maza A. ve arkadaþlarý [21], yün liflerinin 1:2 metal kompleks boyarmaddesiyle boyanmasýnda boyarmaddeyi lipozom içerisine kapsüllemiþlerdir. Ýþlem görmemiþ yün üzerine boyarmaddenin taþýnmasý, boyarmadde alýmý, lif içerisine boyarmaddenin difüzyonu ve life baðlanan toplam boyarmadde miktarýnýn lipozomlarýn tabakalarý arasýndaki fosfatidilkolin (PC) konsantrasyonuna ve PC/boyarmadde aðýrlýk oranýna baðlý olduðunu ortaya koymuþlardýr. Bu etkinin, boyarmadde moleküllerinin lifler içerisine difüzyonuna yardýmcý olmasýnýn yaný sýra, boyama hýzýnýn kontrolünde ve yün üzerine boyarmaddenin üniform bir þekilde daðýlýmýnda önemli bir rolü olduðu düþünülebilmektedir. Ayrýca; lipozomlarýn boyama iþlemi esnasýnda ph 5.5'te stabil olduðu ve bu stabilitenin de katmanlar arasýndaki fosfatidilkolin konsantrasyonuna baðlý olduðu sonucuna varýlmýþtýr. De La Maza [22], baþka bir çalýþmasýnda, konvansiyonel boyamada gereken sýcaklýktan daha düþük sýcaklýkta ve daha kýsa sürede boyama iþleminin gerçekleþtirilmesi için ticari lipozomlarýnýn boya banyosuna katýlmasýnýn uygun olduðunu ortaya koymuþtur. Montazer M. ve arkadaþlarý da [1], benzer sonuçlar elde etmiþ ve yün kumaþýn 85 C'de iyi mekanik ve tutum özelliðinin yaný sýra tatmin edici seviyede boyarmadde alýmý ve fiksajý saðlanarak boyanabileceði sonucuna varmýþlardýr. Lipozom içeren boya banyosunda boyanan örnek- SAYFA 6
lerin yýkama haslýk özelliklerinin de iyileþtiði gözlenmiþtir. Zawahry M.M. ve arkadaþlarý [19], yün ve yün karýþým kumaþlarýnýn boyanmasýnda etkili boyarmadde alýmýnýn gerçekleþmesi ve iyi düzgünleþme özelliðinin saðlanmasý açýsýndan lipozomlarýn yün boyama iþleminin optimizasyonunda kullanýmýnýn uygun olduðu görüþünü desteklemiþlerdir. Marti ve arkadaþlarý [2], 8-85 C'nin altýndaki sýcaklýklarda, (sodyum sülfat kullanýlmadýðýnda bile) lipozomlarýn boyarmadde alýmý üzerinde gecik- tirici etkisinin olduðunu, 85 C'de ise boyarmadde alý- mýnda önemli bir artýþ olduðu ve 85-9 C'de daha yüksek boyarmadde alým deðerlerine ulaþýldýðýný ortaya koymuþlardýr. Yün dýþýnda, ipek ve poliester boyama iþlemlerinde de lipozomlarýn kullanýmý araþtýrýlmýþtýr. Zawahry ve arkadaþlarý [23], ipek kumaþýn asit ve reaktif boyarmaddeleriyle boyanmasýnda, lipozomun reaktif boyarmaddeleri daha iyi kapsüllediði ve asit boyarmaddelerinden daha iyi boyarmadde alýmý saðladýðý gözlenmiþtir. Bu da; anyonik reaktif boyarmadde moleküllerinin ipek kumaþa doðru etkili salýmýnýn gözlendiði boyarmadde-lipozom sisteminin daha fazla afiniteye sahip olmasý ile açýklanabilmektedir. Bunun tam aksine; anyonik asit boyarmadde molekülleri içeren lipozom kesecikleri, ipek kumaþa doðru daha yavaþ bir salým gerçekleþtirmektedir. Marti ve arkadaþlarý [24, 25], poliester kumaþýn dispersiyon boyarmaddeleriyle boyanmasýnda lipozomlarýn yüksek sýcaklýklarda boyarmadde molekülünün agregasyonunu önleyebildiði ve boyarmadde dispersiyonunu stabilize ederek boyarmadde moleküllerinin poliester kumaþ içerisine absorbsiyonunu kolaylaþtýrabildiðini gözlemlemiþlerdir. 3. SONUÇ Lipozomlar; kapsüllenmiþ materyalin yavaþ yavaþ serbest býrakýlmasýnýn önemli olduðu eczacýlýk, kozmetik, gýda, deterjan, tekstil ve bunun gibi çok çeþitli alanlarda uygulanabilmektedir. Lipozomlarýn tekstil terbiye ve boyama proseslerinde kullanýmý araþtýrmacýlarýn ilgisini çekmektedir. Özellikle; yün boyama iþlemlerinin optimizasyonunda olmak üzere, lipozomlar boyama iþlemlerinde boyarmadde taþýyýcýsý olarak kullanýlabilmektedir. Lipozomlar ile boyarmaddelerin kapsüllenmesi; boyarmadde alýmýnýn geliþtirilmesinde ve boyarmadde-lif arasýndaki bað kuvvetlerinin, boyarmadde difüzyonunun ve daðýlýmýnýn iyileþtirilmesinde önemli rol oynamaktadýr. Yün lifleri lipozom varlýðýnda, konvansiyanel boyamadakinden daha düþük sýcaklýkta ve kýsa sürede boyanabilmektedir. Böylelikle; daha ýlýman koþullarda boyama yaparak, hem liflerin fazla zarar görmesi engellenmekte hem de enerji tasarrufu saðlanmaktadýr. Lipozomlar, doðal bir bileþik olan fosfolipitlerden meydana geldiklerinden biyolojik olarak kolay bir þekilde parçalanabilmektedir. Dolayýsýyla, boya banyosunda lipozomlarýn kullanýmý atýk su yükünde de belirgin bir düþüþe neden olmaktadýr. Bütün bu sonuçlar; lipozomlarýn baþta yün boyamacýlýðý olmak üzere, tekstil boyamacýlýðýnda kullanýmýnýn gelecek vaat ettiðini göstermektedir. Ancak; ülkemizde lipozom üretimi laboratuar ortamýnda sýnýrlý kalmakta, bu ürünler yurt dýþýndan hazýr olarak tedarik edilmektedir. Bu nedenle; böyle etkili ve çok yönlü kullaným imkaný saðlayan lipozom teknolojisine gerekli önem verilmeli ve ülkemizde lipozomlarýn üretilmesi konusunda yapýlan çalýþmalara hýz kazandýrýlarak, bu ürünlerin ticarileþtirilmesine imkan saðlanmalýdýr. KAYNAKLAR 1. Montazer, M, Validi, M., Toliyat, T., (26), Influence of Temperature on Stability of Multilamellar Liposomes in Wool Dyeing, Journal of Liposome Research, 16:81 89. 2. Marti, M., De La Maza, A., Parra, J.L., Coderch, L., (21), Dyeing Wool at Low Temperatures: New Method Using Liposomes, Textile Research Journal, 71(8), 678-682. 3. http://www.britannica.com/ebchecked/media/92244/ Phospholipids-can-be-used-to-form-artificial-structurescalled-liposomes, (Þubat 212). 4. http://classic.the-scientist.com/blog/display/57269/, (Mart 212). 5. Barani, H., Montazer, M., (28), A Review on Applications of Liposomes in Textile Processing, Journal of Liposome Research, 18:249 262. 6. Yurdakul, A., Atav, R., (27), Lipozomlarýn Yapýsý ve Sýnýflandýrýlmasý, Tekstil ve Konfeksiyon 4243-247. 7. Milli Eðitim Bakanlýðý Mesleki Eðitim Geliþtirme Projesi (MEGEP), Lipitler, (211), http://megep.meb.gov.tr/ mte_program_modul/modul_pdf/541gi7.pdf. 8. Vemuri, S., Rhodes, C.T., (1995), Preparation and Characterization of Liposomes as Therapeutic Delivery Systems: A review, Pharmaceutica Acta Helvetica, 7, 95-111. 9. Hermanson, G.T., Bioconjugate Techniques (28), Preparation of Liposome Conjugates and Derivatives (Chapter 12), Published by Academic Press, Inc., 2nd Edition, 528-569. 1. Thompson, A.K., Couchoud, A., Singh, H., (29), Comparison of Hydrophobic and Hydrophilic Encapsulation Using Liposomes Prepared From Milk Fat Globule-derived Phospholipids and Soya Phospholipids, Dairy Science and Technology, 89, 99 113. 11. Otake, k., Imura, T.,, Yoda, S., Takebayashi, Y., Sugeta, T., Nakazawa, N., Sakai, H., Abe, M., (23), Formation and Physicochemical Properties of Liposomes Using a Supercritical Reverse Phase Evaporation Method,, 212 Þubat. 12. Bangham, A.D., Standish, M.M., Watkins, J.C., (1965), Diffusion of Univalent Ions Across the Lamellae of Swollen Phospholipids, Journal of Molecular Biology, 13, 238-252. 13. Otake, K., Shimomura, T., Goto, T., Imura, T., Furuya, T., Yoda, S., Takebayashi, Y., Sakai, H., Abe, M., (26), Preparation of Liposomes Using an Improved Supercritical Reverse Phase SAYFA 61
Evaporation Method, Langmuir, 22, 2543-255. 14. Imura, T., Otake, K., Hashimoto, S., Gotoh, T., Yuasa, M., Yokoyama, S., Sakai, H., Rathman, J.F., and Abe, M., (22), Preparation and Physicochemical Properties of Various Soybean Lecithin Liposomes Using Supercritical Reverse Phase Evaporation Method, Colloids Surfaces, B, 27, 133. 15. De La Maza A., Manich, A.M., Coderch, L., Parra, J.L., (1995), Multilamellar Liposomes Including Cholesterol as Carriers of Azobenzene Disperse Dyes in Wool Dyeing, Textile Research Journal, 65(3), 163-17. 16. Imura, T., Gotoh, T., Otake, K., Yoda, S., Takebayashi, Y., Yokoyama, S., Takebayashi, H., Sakai, H., Yuasa, M., Abe, M., (23), Control of Physicochemical Properties of Liposomes Using a Supercritical Reverse Phase Evaporation Method, Langmuir, 19, 221-225. 17. Marti, M., Barsukov, L.I., Fonollosa,J., Parra, J.L., Sukhanov, S.V., Coderch, L., (24), Physicochemical Aspects of the Liposome-Wool Interaction in Wool Dyeing, Langmuir, 368-373. 18. Nelson, G., (22), Application of Microencapsulation in Textiles, Int. J. Pharm., 242, 55. 19. El-Zawahry, M. M, El Shami, S., El Mallah, M. H., (27), Optimizing a Wool Dyeing Process with Reactive Dye by Liposome Microencapsulation, Dyes and Pigments, 74, 684. 2. De la Maza, A., Parra, J.L., Manich, A.M., (1993), Lipid Bilayers Including Cholesterol as Vehicles for Acid Dyes in Wool Dyeing, Textile Research Journal, 63, 643. 21. De la Maza, A., Coderch, L., Serra, S., Parra J.L., (1997), Phosphatidylcholine Unilamellar Liposomes as Vehicles for a 1:2 Metal Complex Dye in Wool Dyeing, Textile Research Journal, 113, 165-169. 22. De la Maza, A., Coderch, L., Manich, A.M., Marti, M., Parra J.L., (1998), Optimizing a Wool Dyeing Process with an Azoic 1:2 Metal Complex Dye Using Commercially Available Liposomes, Textile Research Journal, 68(9), 635-642. 23. El-Zawahry, M.M., El-Mallah, M.H., El-Shami, S., (29), An Innovative Study on Dyeing Silk Fabrics by Modified Phospholipid Liposomes, Society of Dyers and Colourists, Coloration Technology, 125, 164 171. 24. Marti, M., Coderch, L., De la Maza, A., and Parra, J.L., (27), Liposomes of Phosphatidylcholine: A Biological Natural Surfactant as a Dispersing Agent, Coloration Technology, 123, 237 241. 25. Marti, M., De la Maza, A., Parra, J.L., Coderch, L., (21), Liposome as Dispersing Agent into Disperse Dye Formulation, Textile Research Journal 81(4) 379 387. 26. Sheveleva, I.A., Belokurova, O.A., Shcheglova, T.L., Mel'nikov, B. N., (23), Polyfunctional Properties of Liposomes in Preparation of Textile Materials, Fibre Chemistry, 35, 1, 48-52. SAYFA 62