Fabrication and evaluation of sulfonated poly(ether ether ketone) and fluoridated hydroxyapatite composite scaffolds for bone tissue engineering
Kemik doku mühendisliği için sülfonatlı poli(eter eter keton) ve florürlü hidroksiapatit kompozit iskelelerin imalatı ve değerlendirilmesi
- Tez No: 745503
- Danışmanlar: PROF. DR. DİLEK KESKİN, PROF. DR. ZAFER EVİS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biyomühendislik, Biotechnology, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Elektroeğirme yöntemi, Hidroksiapatitler, Kemik dokusu, Electrospinning method, Hydroxyapatites, Bone tissue
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Poly (ether ether ketone) (PEEK) has attracted the interest of bone tissue engineers due to its close range of mechanical properties to that of human bones, its biocompatibility, and excellent chemical resistance. However, PEEK is bioinert and has very low hydrophilicity. Sulfonation can compensate for this by introducing hydrophilic sulfonate groups. Furthermore, hydroxyapatite (HA) which is the main component of the bone, can introduce bioactivity to the scaffold. Compared to pure HA, Fluoridated hydroxyapatite (FHA) has higher stability and possesses higher osteogenic activity. In this context, FHA was prepared and combined with previously prepared Sulfonated PEEK (sPEEK). Wet-electrospinning method was used to make sPEEK scaffolds combined with HA and FHA in 1%, 2.5%, and 5% ratios for bone tissue engineering. SEM Analysis, FTIR Analysis, Mechanical Strength tests, Water uptake measurement, in vitro degradation assay, Simulated Body Fluid assay, and cell attachment and proliferation assay were performed. Even though toxic at high concentrations, HA and FHA at ratios that were combined with sPEEK to form electrospun scaffolds showed good cell viability and improved proliferation at the optimum concentrations. Scaffolds show mineralization in the SBF solution and tend to gradually degrade in PBS. In vitro experiments with Saos-2 cells show that FHA in optimum ratios is less cytotoxic than HA and incorporation of both HA and FHA in optimum ratios into the sPEEK scaffolds enhance cell proliferation. Among groups, considering all properties 1% FHA*sPEEK can be suggested as the most promising one. It is concluded that the scaffolds are cytocompatible and provide a desirable environment for cell growth and proliferation.
Özet (Çeviri)
Poli (eter eter keton) (PEEK), insan kemiklerine yakın mekanik özellikleri, biyouyumluluğu ve mükemmel kimyasal direnci nedeniyle kemik dokusu mühendislerinin ilgisini çekmiştir. Bununla birlikte, PEEK biyoinerttir ve çok düşük hidrofilikliğe sahiptir. Sülfonasyon, hidrofilikliğe ekleyerek ve biyoaktif sülfonat grupları ekleyerek bunu telafi edebilir. Ayrıca kemiğin ana bileşeni olan hidroksiapatit (HA) iskeleye biyoaktivite katabilir. Saf HA ile karşılaştırıldığında, Florlu hidroksiapatit (FHA) daha yüksek stabiliteye sahiptir ve daha yüksek osteojenik aktiviteye sahiptir; hazırlandp onceden hazırlanan Sulfone PEEK (sPEEK) ile birleştirilde. Kemik doku mühendisliği için HA ve FHA ile birlikte %1, %2,5 ve %5 oranlarında sPEEK yapı iskeleleri yapmak için wet-elektrospinning yöntemi kullanılmıştır. Ardından SEM Analizi, FTIR Analizi, Mekanik Mukavemet testleri, Su alımı ölçümü, in vitro degradasyon testi, Simüle Vücut Sıvısı testi, hücre tutunma ve çoğalma testi yapılmıştır. Yüksek konsantrasyonlarda toksik olmasına rağmen, elektrospun yapı iskeleleri oluşturmak için sPEEK ile birleştirilen oranlarda HA ve FHA, hücre canlılığı göstermiş ve optimum konsantrasyonlarda proliferasyonu artırdığı görülmektedir. İskeleler, SBF çözeltisinde mineralizasyon gösterir ve PBS'de kademeli olarak bozulma eğilimindedir. Saos-2 hücreleriyle yapılan in vitro deneyler, optimum oranlarda FHA'nın HA'dan daha az sitotoksik olduğunu ve hem HA hem de FHA'nın optimum oranlarda sPEEK yapı iskelelerine dahil edilmesinin hücre çoğalmasını arttırdığını göstermektedir. Gruplar arasında tüm özellikler göz önüne alındığında %1 FHA*sPEEK en umut verici olanı olarak önerilebilir. İskelelerin sito-uyumlu olduğu ve hücre büyümesi ve çoğalması için uygun bir ortam sağladığı sonucuna varılmıştır.
Benzer Tezler
- Synthesis and characterization of highly branched, functional poly(arylene ether sulfone)s for water purification membranes
Su arıtma membranları için yüksek dallanmış, fonksiyonel poli(arilen eter sülfon)ların sentezi ve karakterizasyonu
EMİNE BİLLUR SEVİNİŞ ÖZBULUT
Doktora
İngilizce
2020
Polimer Bilim ve TeknolojisiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN ÜNAL
PROF. DR. YUSUF ZİYA MENCELOĞLU
- Synthesis, characterization, and application of a novel thin film composite (TFC) forward osmosis (FO) membrane for seawater desalination
Deniz suyu arıtımı için yeni ince film kaplamalı ileri osmoz (İO) membranı üretimi, karakterizasyonu ve uygulanması
RAED M S ELKHALDI
Doktora
İngilizce
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- Fabrıcatıon and evaluatıon of BIO-based pla/CNC ultrafıltratıon membranes: applıcatıon ın dye wastewater treatment and hemodıalysıs sımulatıon
Biyobazlı PLA/CNC ultrafiltrasyon membranlarının üretimi ve performans değerlendirmesi: boya içeren atıksuların arıtımı ve hemodiyaliz simülasyonunda uygulanması
RANA MEMARZADEH OROUMIEH
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MOHAMMADREZA NOFAR
- Fabrication and performance evaluation of anode-supported planar solid oxide fuel cells via tapecasting and co-sintering technique
Anot destekli düzlemsel katı oksit yakıt hücrelerinin şerit döküm ve sinterleme tekniği ile üretimi ve performans değerlendirmesi
AYŞENUR ESLEM KISA
- Design and fabrication of RF MEMS switches and instrumentation for performance evaluation
RF MEMS anahtar tasarımı ve üretimi ve performans değerlendirme sistemi
HALİL İBRAHİM ATASOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞİMŞEK DEMİR
PROF. DR. TAYFUN AKIN