Altın nanopartikül yüklenen ve/veya polidopamin ile kaplanan nanofibröz PCL kardiyak yamaların üretimi, karakterizasyonu ve iletkenliklerinin araştırılması
Fabrication, characterization, and investigation of electrical conductivities of gold nanoparticle-loaded and/or polydopamine-coated nanofibrous PCL cardiac patches
- Tez No: 1014977
- Danışmanlar: PROF. DR. SİNAN EĞRİ, DOÇ. DR. ÖZLEM EĞRİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kardiyovasküler hastalıklar, özellikle de miyokard enfarktüsü sonucu gelişen geri dönüşümsüz kardiyomiyosit kaybı ve iletken olmayan skar dokusu oluşumu, dünya genelinde başlıca ölüm nedenleri arasında yer almaktadır. Bu çalışma, hasarlı kalp dokusunun rejenerasyonunu destekleme potansiyeline sahip, doğal dokunun morfolojik ve elektriksel özelliklerini taklit edebilme kurgusu ile üretilmiş elektriksel iletkenliği iyileştirilmiş, biyouyumlu ve fonksiyonel nanofibröz polikaprolakton (PCL) bazlı kardiyak yamaların geliştirilmesini amaçlamaktadır. Çalışma kapsamında, öncelikle elektroeğirme (electrospinning) yöntemiyle nanofibröz PCL iskeleler üretilmiştir. Üretilen fiberlerin yüzeyi, hücre etkileşimini artırmak ve altın nanopartikül iyonu bağlanmasına uygun bir arayüz oluşturmak amacıyla farklı konsantrasyonlarda (0.2, 2 ve 20 mg·mL−1) polidopamin (PDA) ile modifiye edilmiştir. Ardından, bu yüzeylere in-situ indirgeme yöntemiyle altın nanopartiküller (AuNP) yüklenerek kompozit yapılar elde edilmiştir. Geliştirilen iskelelerin karakterizasyonu; FTIR, SEM (taramalı elektron mikroskobu), yoğunluk/gözeneklilik, su temas açısı, şişme davranışı, mekanik dayanım, yüzey elektriksel iletkenlik analizi ve sitotoksisite testi (MTT) ile gerçekleştirilmiştir. FTIR ve SEM sonuçları, PDA kaplamanın ve AuNP yüklemesinin fiber yüzeylerinde başarıyla gerçekleştiğini doğrulamıştır. PDA konsantrasyonundaki artışın fiber çapını ve yüzey pürüzlülüğünü artırdığı gözlemlenmiştir. Islanabilirlik analizlerinde, saf PCL'nin hidrofobik yapısının PDA ve AuNP modifikasyonuyla önemli ölçüde iyileştiği görülmüştür. Mekanik testler, PDA kaplamanın, PCL iskelelerin çekme dayanımını ve elastisite modülünü sınırlı ölçüde artırdığını göstermiştir. En dikkat çekici bulgu olarak, elektriksel iletkenliğin kaplama gerçekleştirilmemiş PCL fiberlere kıyasla 20PDA grubunda 100 kat, 20PDA-Au grubunda ise 1000 kat artarak kardiyak sinyal iletimine katkı sağlama potansiyelini göstermiştir. Üretilen elektroeğrilmiş PCL fiber matların ve bu fiberlerin yüzeylerine kaplanan polidopamin (PDA) ile PDA kaplanmış yüzeylere yüklenmiş altın nanopartikül (AuNP) modifikasyonlarının in vitro biyouyumluluğu, SH-SY5Y hücre hattı üzerinde indirekt ekstraksiyon yöntemi (MTT testi) ile değerlendirilmiştir. Hücreler, fiberlerden elde edilen ekstraktlarla 24 ve 48 saat süreyle inkübe edilmiştir. İstatistiksel analizler sonucunda, sisteme elektriksel iletkenlik kazandırmak amacıyla eklenen altın nanopartiküllerin ve artan PDA konsantrasyonlarının hücreler üzerinde ilave bir toksik etki yaratmadığı belirlenmiştir. Tüm modifiye test gruplarında hücresel canlılık oranlarının uluslararası biyouyumluluk standartlarınca (ISO 10993-5) belirlenen güvenli sınırların üzerinde kaldığı tespit edilerek, üretilen kompozit iskelelerin doku mühendisliği uygulamaları için güvenli ve elverişli bir mikroçevre sağladığı belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, PCL/PDA/AuNP kompozit iskelelerin, iyileştirilmiş iletkenlikleri ve üstün yüzey özellikleriyle miyokard doku mühendisliği uygulamaları için umut verici bir biyomalzeme olabileceğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
One of the main causes of death globally is still cardiovascular diseases, specifically the irreversible loss of cardiomyocytes and the development of non-conductive scar tissue as a result of myocardial infarction. To assist in the regeneration of damaged heart tissue, this research aimed to create conductive, biocompatible, and functional nanofibrous polycaprolactone (PCL)-based cardiac patches that can mimic the morphological and electrical characteristics of native tissue. The electrospinning technique was initially used to create nanofibrous PCL scaffolds as part of the study. To improve cellular interaction and create an appropriate interface for the binding of gold nanoparticle ions, polydopamine (PDA) was added to the surfaces of the generated fibers at different concentrations (0.2, 2, and 20 mg/·mL−1). Gold nanoparticles (AuNPs) were then loaded onto these surfaces using an in situ reduction method to generate composite structures.FTIR, SEM (scanning electron microscopy), density/porosity, water contact angle, swelling behavior, mechanical strength, electrical conductivity analyses, and cytotoxicity testing (MTT) were used to characterize the produced scaffolds. The PDA coating and AuNP loading were both successfully applied to the fiber surfaces, according to the results of FTIR and SEM. Fiber diameter and surface roughness were found to increase with increasing PDA concentration. Wettability analyses showed that PDA and AuNP modification greatly enhanced the hydrophobic nature of pure PCL, with the 20PDA-Au group in particular exhibiting super-hydrophilic behavior. According to mechanical tests, the scaffolds' stiffness and elastic modulus were somewhat increased by the PDA coating. The most remarkable discovery was that, in comparison to pure PCL, the electrical conductivity rose 100 times for the 20PDA group and 1000 times for the 20PDA-Au group, reaching levels appropriate for cardiac signal transmission. Because of their excellent surface properties and high conductivity, the results show that PCL/PDA/AuNP composite scaffolds are a promising biomaterial for myocardial tissue engineering applications. The in vitro biocompatibility of the fabricated electrospun PCL fiber mats and their subsequent surface modifications with polydopamine (PDA) and gold nanoparticles (AuNPs) loaded onto the PDA-coated surfaces was evaluated on the SH-SY5Y cell line using the indirect extraction method (MTT assay). The cells were incubated with extracts obtained from the fibers for 24 and 48 hours. Statistical analyses revealed that the addition of gold nanoparticles to impart electrical conductivity to the system, along with increasing PDA concentrations, did not induce any additional toxic effect on the cells. It was determined that the cellular viability rates in all modified test groups remained over the safe limits set by international biocompatibility standards (ISO 10993-5). This demonstrates that the fabricated composite scaffolds provide a highly secure and effective microenvironment for tissue engineering.
Benzer Tezler
- PHEMA-Jelatin kriyojel kemik doku iskelelerinin sentezi, karakterizasyonu ve biyolojik aktivite kazandırılması
Synthesis, characterization and bringing biological activity of PHEMA-Gelatin bone scaffolds
DİLARA PERVER
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANDAN YAVUZ
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Sistemik yoldan zoledronik asit uygulanan sıçanlarda lokal olarak uygulanan paratiroid hormonunun kemik iyileşmesi üzerine olan etkisinin histopatolojik olarak incelenmesi
Histopathological evaluations to investigate the effect of locally applied parathyroid hormone on bone healing in rats which were systemically treated with zoledronic acid
AYŞEGÜL ERTEN
Doktora
Türkçe
2015
Diş Hekimliğiİstanbul ÜniversitesiAğız, Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET CAN TUSKAN
- Beyine hedeflendirilmiş etkin madde yüklü nanopartiküllerin hidrojel formülasyonlarının geliştirilmesi
Development of hydrogel formulations of brain-targeted active substance-loaded nanoparticles
ÖZGÜN SAYINER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Eczacılık ve FarmakolojiAnkara ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TANSEL ÇOMOĞLU
- Cam ve plastik seraların sonbahar domates üretimi yönünden karşılaştırılması
Başlık çevirisi yok
ERGUN DURAN
- Sonbahar sera yetiştiriciliğine uygun hıyar çeşit seçimi
Selecting a cucumber variety suitable for glasshouse production in Autumn
MESUT OKTAY