Hibrit nanobiyomalzemeler içeren kemik doku iskelelerinin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of bone tissue scaffolds containing hybrid nanobiomaterials
- Tez No: 696283
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YUSUF ÖZCAN, PROF. DR. CEM GÖK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: DİATOM, KEMİK DOKU MÜHENDİSLİĞİ, İSKELE, DONDURARAK KURUTMA, Doku iskeleleri, Kemik dokusu, DIATOM, BONE TISSUE ENGINEERING, SCAFFOLD, FREZE-DRYING, Tissue scaffolds, Bone tissue
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Pamukkale Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Doğal kaynaklı malzemeler, biyolojik olarak parçalanabilirlikleri ve biyouyumlulukları nedeniyle kemik doku mühendisliği alanında önemli bir yere sahiptir. Son yıllarda öne çıkan doğal malzemelerden biri de diatomdur. Diatomlar, gözenekli silikon dioksit (silika) bazlı mikro kabuklardan oluşan tek hücreli ökaryotlardır. Silikon, kemik oluşumu, yenilenmesi ve esnekliği için kalsiyumun desteklenmesinde önemli bir rol oynar. Kemik dokularında kalsiyum gibi farklı minerallerin birikimini arttırır. Ayrıca kolajen miktarını da artırarak esneklik sağlar. Dolayısıyla, silikon esaslı diatomlar kemik doku mühendisliği için önemli bir yer teşkil etmektedir. Bu çalışmada, dondurarak kurutma yöntemi ile diatom içermeyen ve diatom katkılı kitosan/hidroksiapatit (CS/HA) ve jelatin/kitosan/hidroksiapatit (Gel/CS/HA) üç boyutlu kemik doku iskeleleri üretilmiştir. İskelelerin mikro ve makro gözenekli yapıları SEM analizi ile incelenmiştir. Yüksek büyütmeli görüntüleme teknikleri ile diatomun morfolojisi ve nanogözenek yapısı araştırılmıştır. Bu analiz yöntemiyle CS/HA, CS/HA/Di, Gel/CS/HA, Gel/CS/HA/Di iskeleleri sırasıyla 160 μm, 130 μm, 270 μm, 170 μm gözeneklere sahip olduğu belirlenmiştir. CS/HA/Di, Gel/CS/HA/Di'deki diatomların yaklaşık 9-16 µm uzunluğunda ve 8-20 µm çapında bir yapıya sahip olduğu görülmüştür. Ayrıca, diatomların 260-330 nm arasında nano gözenek boyutlarına sahip olduğu da gözlenmiştir. Doku iskelelerini oluşturan malzemelerin kimyasal bağları ve fonksiyonel grupları FT-IR ile analiz edilmiştir. Hücre yapışmasını ve çoğalmasını destekleyen biyokompozit yapı iskelelerinin toksik olmayan doğasını incelemek için 3T3L1 hücre hattı kullanılarak hücre kültürü çalışmaları yapılmıştır. Buna göre, SEM görüntüleri ile diatomsuz iskelelerde hücrelerin ağsı bir şekilde çoğaldığı, diatom içeren iskelelerde ise jelatinsiz olan BTS-2 iskelesinde hücrelerin iskeleyi bir örtü gibi sardığı gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlar ışığında üretilen iskeleler, biyouyumluluk ve birbirine bağlı gözenek yapısı açısından kemik dokusu mühendisliği için temel gereksinimleri karşılama potansiyeline sahiptir.
Özet (Çeviri)
Naturally sourced materials have an important place in the field of bone tissue engineering due to their biodegradability and biocompatibility. One of the natural materials that has come to the fore in recent years is diatom. Diatoms are single-celled eukaryotes composed of porous silicon dioxide (silica)-based microshells. Silicon plays an important role in supporting calcium for bone formation, regeneration and flexibility. It increases the deposition of different minerals such as calcium in bone tissues. It also provides flexibility by increasing the amount of collagen. For this purpose, silicon-based diatoms constitute an important place for bone tissue engineering. In this study, diatom-free and diatom-doped chitosan/hydroxyapatite (CS/HA) and gelatin/chitosan/hydroxyapatite (Gel/CS/HA) three-dimensional bone tissue scaffolds were produced by freeze-drying method. Micro and macroporous structures of the scaffolds were investigated by SEM analysis. In addition, the morphology and nanopore structure of the diatom were investigated with highmagnification images. Accordingly, CS/HA, CS/HA/Di, Gel/CS/HA, Gel/CS/HA/Di scaffolds were determined to have 160 μm, 130 μm, 270 μm, 170 μm pores, respectively. Diatoms in CS/HA/Di, Gel/CS/HA/Di were determined to have a structure of approximately 9-16 µm in length and 8-20 µm in diameter. It was also observed that diatoms have nanopore sizes between 260-330 nm. The chemical bonds and functional groups of the materials forming the tissue scaffolds were analyzed by FT-IR. Cell culture studies were performed using the 3T3L1 cell line to examine the non-toxic nature of biocomposite scaffolds that promote cell attachment and proliferation. Accordingly, with SEM images, it was observed that cells in diatom-free scaffolds proliferated in a reticulate manner, while in diatom-containing scaffolds, the BTS-2 scaffold, which was gelatinless, covered the scaffold like a cover. The scaffolds produced in the light of these studies have the potential to meet the basic requirements for bone tissue engineering in terms of biocompatibility and interconnected pore structure.
Benzer Tezler
- Karbon tabanlı yeni hibrit nano-yapıların modellenmesi ve analizi
Modeling and analysis of carbon based new hybrid nano-structures
ÜNAL DEĞİRMENCİ
Doktora
Türkçe
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- Hibrit üç yönlü periyodik minimal yüzeyli üç boyutlu grafen yapıların mekaniği ve tasarımı
The mechanics and design of hybrid triply periodic minimal surfaces of three dimensional graphene
OSMAN FURKAN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- Biyomedikal uygulamalar için polibütilen süksinat / termoplastik poliüretan karışımlarından içi boş, çift bileşenli nanoliflerin üretimi
Production of hollow, bicomponent nanofibers from polybutylene succinate / thermoplastic polyurethane blends for biomedical applications
HATİCE BİLGE İŞGEN
Doktora
Türkçe
2024
BiyoteknolojiKocaeli ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE AYTAÇ
- Lityum iyon piller için üç boyutlu grafen/karbon nanotüp/silisyum nanokompozit anotların geliştirilmesi
Development of three-dimensional graphene/carbon nanotube/silicon nanocomposite anodes for lithium-ion batteries
SELİN DEMİRCİ
Doktora
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ
- Modification of graphene oxide as efficient catalyst support for polymer electrolyte membrane fuel cells
Pem yakıt hücreleri için kullanılan graphen oksit kataliz destek malzemenin modifiye edilmesi
ESAAM JAMİL
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
KimyaSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELMİYE ALKAN GÜRSEL