Application of Liposomes in Textile Dyeing Process

(1)

TEKSTİL VE MÜHENDİS (Journal of Textiles and Engineer) http://www.tekstilvemuhendis.org.tr

Tekstil Boyama İşlemlerinde Lipozomların Kullanımı Application of Liposomes in Textile Dyeing Process

Pelin ALTAY, A. Merih SARIIŞIK

Dokuz Eylül Üniversitesi, Tekstil Mühendisliği Bölümü, İZMİR

Online Erişime Açıldığı Tarih (Available online): 27 Haziran 2012 (27 June 2012)

Bu makaleye atıf yapmak için (To cite this article):

Pelin ALTAY, A. Merih SARIIŞIK(2012): Tekstil Boyama İşlemlerinde Lipozomların Kullanımı, Tekstil ve Mühendis, 19: 86, 56-62.

For online version of the article: http://dx.doi.org/10.7216/130075992012198608

(2)

Derleme Makalesi/Review Article

TEKSTÝL BOYAMA ÝÞLEMLERÝNDE LÝPOZOMLARIN KULLANIMI

Pelin ALTAY A. Merih SARIIÞIK*

Dokuz Eylül Üniversitesi Tekstil Mühendisliði Bölümü,ÝZMÝR

Gönderilme Tarihi / Received: 07.05.2012 Kabul Tarihi / Accepted: 20.06.2012

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: 10.7216/130075992012198608, www.tekstilvemuhendis.org.tr

(3)

Journal of Textiles and Engineer Cilt (Vol): 19 - No: 86 Tekstil ve Mühendis SAYFA 57

1. GÝRÝÞ VE GENEL BÝLGÝLER

Lipozomlar, sulu iç bölgeye sahip kapalý keseciklerden oluþan, çaplarý 10 nm ile 10 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 üreti- minde en yaygýn olarak kullanýlan biyolojik lipittir [2].

Þekil 1'de tek tabakalý lipozomun þematik görünümü 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 zinci- rinden oluþmaktadýr [5, 6].

Lipozomlar, genellikle soya yaðý veya yumurtadan elde edilen yüksek derecede saflaþtýrýlmýþ fosfolipitlerden üretilmektedir [10] 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 doyma- mýþlýk dereceleri fosfolipitlerin özelliklerini belirlerler.

.

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 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]

Tekstil Boyama Ýþlemlerinde Lipozomlarýn Kullanýmý

Pelin ALTAY A. Merih SARIIÞIK

Katyonik 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 Anyonik Dioleil fosfatidik asit

Dioleil fosfatidilgliserol kardiolipin Dioleil fosfatidilserin

Fosfatidik asit Pirofosfatidik asit Fosfatidilgliserol Nötral 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

(4)

Lipozom üretiminin ilk evresinde, fosfolipit molekülleri kendiliðinden bir araya gelerek çift tabakalý yapý oluþmaktadýr. Bu çift tabakalý yapýnýn oluþumu esnasýn- da, hidrofobik bileþikler membran içerisine katýlmakta- dýr. 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 içerisin- de bulunan hidrofilik bileþikler buraya hapsolmaktadýr [10]

supersonic irradiation method), ters-faz buharlaþtýrma metodu (reverse-phase evaporation method) ve deterjan-diyaliz metodu (detergent dialysis method) gibi birkaç yöntem bulunmaktadýr [11].

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, 0.05-10 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].

[11].

Lipozomlarýn, suda çözünebilen maddeleri iç bölgele- rindeki 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 polieti- lenglikol ve poligliserol gibi hidrofilik bileþikler ile kolaylýkla modifiye edilebilmektedir. Böylelikle; lipozomlar, belirli bir hücreyi hedef alan ve yan etkileri azal- týlmýþ kanser tedavisi gibi çeþitli hastalýklarýn tedavisinde ve genlerin lipozom kesecikleri içerisine hapsedilmesi yoluyla gerçekleþtirilen gen terapisi gibi çeþitli týbbi

.

Lipozom üretimi için, Bangham metodu, donma-çözülme metodu (freze-thawing method), süpersonik irradyasyon metodu (

Lipozomlar, ilk olarak 1974 yýlýnda Bangham tarafýndan keþfedilmiþtir.

Lipozomlar, biyolojik membranlar için model olarak uzun süre kullanýlmýþtýr. 2000li yýllarýn baþýnda, lipozomlarýn ilaç, gen tedavisi ve diðer birçok medikal ve kozmetik uygulamalarda taþýyýcý olarak kullanýmýnýn gelecek vaat etti- ði kanýsýna varýlmýþtýr

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 verimli- liði olarak bilinmektedir [10] 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 yapý- sýna katýlmaktadýr. Kapsülleme verimliliðinin hesaplan- masý genellikle, lipozomun yapýsýna katýlmayan bileþik- lerin 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 % 10'a kadar çýkmaktadýr. yüzde oranýnýn membranýn akýcý- lýðýný ve geçirgenliðini etkileyebilmesine raðmen, mem- branýn yapýsý bozulmamaktadýr. Yüksek derecede hidrofobik materyaller ve organik çözgenler kullanýlarak gerçek- leþtirilen lipozom hazýrlama yöntemleri için; lipozomun büyüklüðü, tipi ve bileþimi dikkate alýnmaksýzýn kapsül- leme oraný genellikle % 100'e yakýndýr. Düþük derecede hidrofob olan moleküller için lipozom içerisindeki bileþi- ðin konumu ve lipozomun kapsülleme verimliliði; lipozomun hidrofobik ve hidrofil fazlar arasýnda bölümlere ayrýlmasýna baðlýdýr [10].

Marti ve arkadaþlarý [17], Bangham metoduna göre asit boyarmadde moleküllerini lipozom içerisine iki farklý þekilde (sulu faz ve organik fazdan) kapsüllemiþ ve lipo- zomlarýn kapsülleme verimliliklerini deðerlendirmiþlerdir.

Ýlk yöntemde; organik çözgen uzaklaþtýrýlarak elde edilen kuru lipit filmine sulu boyarmadde çözeltisi ilave edil- miþtir. 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 uzaklaþtýrýldýk- tan sonra, elde edilen lipit-boyarmadde karýþým filmine sulu tampon çözeltisi ilave edilerek filmin hidratasyonu gerçekleþtirilmiþtir. Böylelikle; lipozom oluþumundan önce boyarmadde molekülleri lipit matriks içerisine daðýl- mýþtýr. Bu iki yönteme göre elde edilen lipozomlarýn kap- sülleme verimlilikleri karþýlaþtýrýldýðýnda, asit boyarmaddelerinin organik fazdan kapsüllenmesi, sulu fazdan

.

(5)

Journal of Textiles and Engineer Cilt (Vol): 19 - No: 86 Tekstil ve Mühendis

SAYFA 59

kapsüllenmesine göre daha etkili olduðu görülmüþtür. Asit boyarmaddelerinin organik fazdan lipozom içerisine kap- süllenmesindeki doyma seviyesinin, sulu fazdan kapsül- lenmesindeki 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 olduklarýn- dan; 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 kulla- nýmý; pH, sýcaklýk, süre ve lipit tabakalarý arasýndaki kolesterol miktarýna baðlý olan fizikokimyasal stabiliteyi gerektirmektedir. Agregasyon veya çözünebilirlikten do- layý lipozomlarýn boyutlarýnda meydana gelen deði-þim, spektrofotometre ve dinamik ýþýk saçýlmasý metodu kul- lanýlarak, bu sistemlerin hem absorbansýnda hem de ortalama kesecik büyüklük daðýlýmýndaki deðiþimler ölçülerek tayin edilebilmektedir.

Lipozomlar, asidik ve bazik ortamda ve 40-80 C'de fizi-0

kokimyasal stabiliteye sahiptir. Lipit tabakalarý, sýcaklýða baðlý olarak jel veya sývý faz formunda bulunabilmektedir.

40-50 C'de agregasyondan dolayý lipozomlarýn partikül 0

büyüklük daðýlýmýnda herhangi bir deðiþim gözlenme- mektedir. Bununla birlikte; sulu iþlem esnasýnda sýcaklý- ðýn artýþýyla (60-80 C) lipozom agregasyonu gözlenmek-0

tedir. Sýcaklýðýn daha da yükselmesiyle, agregasyon artmaktadýr. Yüksek sýcaklýkta, lipozomlar kumaþ yüze- yinde 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; 40-80

0C 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 lipozom- larýn 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 iliþkilendirilebil-

mektedir. Lipozomlar, boyamanýn son evresinde dispers fosfolipitlere dönüþmekte ve yün lifi yüzeyinde depola- narak 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 kulla- nýlan çeþitli sentetik yardýmcý maddelere alternatif bir araç olarak kullanýlabileceðini göstermektedir [5].

Yapýsal özelliklerinden dolayý, lipozomlar sulu fazý içe- risinde hidrofil boyarmaddeleri (reaktif, asit ve bazik boyarmaddeler) ve fosfolipit çift katmanlý yapýlarý ara- sýnda hidrofobik boyarmaddeleri (dispers boyarmaddeler) kapsülleyebilmektedir [19, 20].

Tekstil boyama iþlemlerinde, konvansiyonel olarak sentetik yardýmcý maddelerle ve yüksek sýcaklýklarda (100 C ve daha yüksek sýcaklýklarda) çalýþýlmaktadýr. Bu 0

faktörlerin, hem tekstil (lif zararý) hem de çevre üzerine (atýk su yükü) olumsuz etkileri bulunmaktadýr. Boyama iþleminde, lipozomlar kullanýlarak bu problemler azaltý- labilmektedir. 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 endüs- triyel 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 iþlemle- rinde diðer tekstil yardýmcý maddeleriyle birlikte kulla- nýlmaktadýr [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 dü- þük çevresel etkilerle birlikte; liflere daha doðal bir tutum ve iyileþtirilmiþ kalite özelliði kazandýrmaktadýr [2]. Yün

(6)

ve yün karýþýmlarýnýn lipozom varlýðýnda boyanmasýnda, boyama sýcaklýðýnda belirgin bir düþüþ (konvansiyonel boyama iþlemi ile kýyaslandýðýnda yaklaþýk 10 C) 0

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 lifler- dir ve lipozomlar da lipitlerden meydana gelmektedir.

Ýþte bu sebeple; yün liflerinin yüzey iþleminde lipozom- larýn 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 iyileþti- rilmiþ çok farklý etkilere sahip yeni yün materyallerinin yaratýlmasýna ýþýk tutacaðý kuþkusuzdur [26].

Lipozom içerisine kapsüllenmiþ boyarmadde, yün lifleri tarafýndan absorbe edilmekte ve lipozomun lipit bileþen- leri ile yünün kompleks hücre membraný (CMC) arasýnda boyarmadde difüzyonunun hýzlanmasýna yol açan karþý- lýklý etkileþim meydana gelmektedir. Bu da, yün kumaþý düþük sýcaklýklarda kýsa süreli boyamada, boya banyosu- na 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 difüzyo- nu 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 yapýsýn- daki lipitler tarafýndan oluþturulan bu membran yapýsýn- dan etkilenmektedir. Bu lipitler, toplam lif aðýrlýk oraný- nýn sadece % 1.5'ini oluþturmakta ve üç ana lipit çeþidin- den 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 varsayýl- maktadýr. Yün lifleri içerisine kimyasal maddelerin taþýn- masýnda kompleks hücre membraný (CMC) önemli rol oynamaktadýr.

Lipozom-yün etkileþimleri, fosfolipitlerin yün lifleri tarafýndan absorbsiyonu ve yün lipitlerinin çözünebilirli- ðinden 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 yü- nün 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 gördükle- rinde, 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 boyar- maddeyi lipozom içerisine kapsüllemiþlerdir. Ýþlem gör- memiþ yün üzerine boyarmaddenin taþýnmasý, boyarmadde alýmý, lif içerisine boyarmaddenin difüzyonu ve life baðlanan toplam boyarmadde miktarýnýn lipozom- larýn tabakalarý arasýndaki fosfatidilkolin (PC) kon- santrasyonuna ve PC/boyarmadde aðýrlýk oranýna baðlý olduðunu ortaya koymuþlardýr. Bu etkinin, boyarmadde moleküllerinin lifler içerisine difüzyonuna yardýmcý ol- masýnýn 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 banyo- suna 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 özel-0

liðinin yaný sýra tatmin edici seviyede boyarmadde alýmý ve fiksajý saðlanarak boyanabileceði sonucuna varmýþ- lardýr. Lipozom içeren boya banyosunda boyanan örnek-

(7)

Journal of Textiles and Engineer Cilt (Vol): 19 - No: 86 Tekstil ve Mühendis

SAYFA 61

lerin yýkama haslýk özelliklerinin de iyileþtiði gözlenmiþ- tir. Zawahry M.M. ve arkadaþlarý [19], yün ve yün karý- þým kumaþlarýnýn boyanmasýnda etkili boyarmadde alý- mýnýn gerçekleþmesi ve iyi düzgünleþme özelliðinin sað- lanmasý açýsýndan lipozomlarýn yün boyama iþleminin optimizasyonunda kullanýmýnýn uygun olduðu görüþünü desteklemiþlerdir. Marti ve arkadaþlarý [2], 80-85 C'nin 0

altýndaki sýcaklýklarda, (sodyum sülfat kullanýlmadýðýn- da bile) lipozomlarýn boyarmadde alýmý üzerinde gecik- tirici etkisinin olduðunu, 85 C'de ise boyarmadde alý-0

mýnda önemli bir artýþ olduðu ve 85-90 C'de daha yüksek 0

boyarmadde alým deðerlerine ulaþýldýðýný ortaya koymuþlardýr.

Yün dýþýnda, ipek ve poliester boyama iþlemlerinde de lipozomlarýn kullanýmý araþtýrýlmýþtýr. Zawahry ve arka- daþlarý [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 açýkla- nabilmektedir. 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 lipozom- larýn yüksek sýcaklýklarda boyarmadde molekülünün agregasyonunu önleyebildiði ve boyarmadde dispersiyo- nunu stabilize ederek boyarmadde moleküllerinin poliester kumaþ içerisine absorbsiyonunu kolaylaþtýra- bildiðini 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 iþlemlerin- de 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 boyamada- kinden daha düþük sýcaklýkta ve kýsa sürede boyanabil- mektedir. 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 gele- cek vaat ettiðini göstermektedir. Ancak; ülkemizde lipo- zom 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 ticarileþtiril- mesine imkan saðlanmalýdýr.

KAYNAKLAR

1. Montazer, M, Validi, M., Toliyat, T., (2006), 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., (2001), 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-structures- called-liposomes, (Þubat 2012).

4. http://classic.the-scientist.com/blog/display/57269/, (Mart 2012).

5. Barani, H., Montazer, M., (2008), A Review on Applications of Liposomes in Textile Processing, Journal of Liposome Research, 18:249–262.

6. Yurdakul, A., Atav, R., (2007), Lipozomlarýn Yapýsý ve Sýnýflandýrýlmasý, Tekstil ve Konfeksiyon 4243-247.

7. Milli Eðitim Bakanlýðý Mesleki Eðitim Geliþtirme Projesi (MEGEP), Lipitler, (2011), http://megep.meb.gov.tr/

mte_program_modul/modul_pdf/541GI0007.pdf.

8. Vemuri, S., Rhodes, C.T., (1995), Preparation and Characterization of Liposomes as Therapeutic Delivery Systems: A review, Pharmaceutica Acta Helvetica, 70, 95-111.

9. Hermanson, G.T., Bioconjugate Techniques (2008), Preparation of Liposome Conjugates and Derivatives (Chapter 12), Published by Academic Press, Inc., 2nd Edition, 528-569.

10. Thompson, A.K., Couchoud, A., Singh, H., (2009), 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., (2003), Formation and Physicochemical Properties of Liposomes Using a Supercritical Reverse Phase Evaporation Method, , 2012 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., (2006), Preparation of Liposomes Using an Improved Supercritical Reverse Phase

(8)

Evaporation Method, Langmuir, 22, 2543-2550.

14. Imura, T., Otake, K., Hashimoto, S., Gotoh, T., Yuasa, M., Yokoyama, S., Sakai, H., Rathman, J.F., and Abe, M., (2002), 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), 163-170.

16. Imura, T., Gotoh, T., Otake, K., Yoda, S., Takebayashi, Y., Yokoyama, S., Takebayashi, H., Sakai, H., Yuasa, M., Abe, M., (2003), Control of Physicochemical Properties of Liposomes Using a Supercritical Reverse Phase Evaporation Method, Langmuir, 19, 2021-2025.

17. Marti, M., Barsukov, L.I., Fonollosa,J., Parra, J.L., Sukhanov, S.V., Coderch, L., (2004), Physicochemical Aspects of the Liposome-Wool Interaction in Wool Dyeing, Langmuir, 3068- 3073.

18. Nelson, G., (2002), Application of Microencapsulation in Textiles, Int. J. Pharm., 242, 55.

19. El-Zawahry, M. M, El Shami, S., El Mallah, M. H., (2007), Optimizing a Wool Dyeing Process with Reactive Dye by Liposome Microencapsulation, Dyes and Pigments, 74, 684.

20. 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., (2009), 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., (2007), 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., (2010), 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., (2003), Polyfunctional Properties of Liposomes in Preparation of Textile Materials, Fibre Chemistry, 35, 1, 48-52.