Pnömotoraks Tedavisine Yönelik Biyobozunur Doku İskelesi Destekli Hücre Tabakası Tasarımı
Design of biodegradable tissue scaffold assisted cell sheet for pneumothorax treatment
- Tez No: 986015
- Danışmanlar: PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Doku mühendisliği, Elektroeğirme yöntemi, L-askorbik asit, Pluripotent kök hücreler, Tissue engineering, Electrospinning method, L-ascorbic acid, Pluripotent stem cells
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sunulan tez çalışmasında; akciğerin dinamik hareketlerini kısıtlamadan, mevcut basınca ve hareketlere dayanıklı, dikiş ve yapıştırma gerektirmeyen, pnömotoraks tedavisine yönelik hücre tabakasına dayalı alternatif bir tedavi yöntemi üretmek hedeflenmiştir. Bu hedef doğrultusunda hücre tabaka teknolojisinden faydalanılmıştır. İnsan göbek kordonu kaynaklı mezenkimal kök hücrelerinden (GKMKH) askorbik asit (vitamin C, VC) varlığında hücre tabakası elde edilmiştir. Bu amaçla hücre kültürü yüksek ekim yoğunluğunda (5x104 hücre/cm2) ve kültür ortamına 20 µg/mL VC eklemesi yapılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen hücre tabakasının tek başına kullanımı yeterli dayanımı sağlayamayacağından, nanolifli yüzey ile hücre tabakaları desteklenmiştir. Çalışmanın ilk kısmında, nanolif yüzey eldesi için polikaprolakton (PCL)/jelatin (gelatin, GEL) çözeltisi kullanılarak elektroeğirme ile doku iskelesi üretilmiştir. Yüzeye antimikrobiyal özellik sağlanması amacıyla geniş spektrumlu amoksisilin (AMX) i yüklemesi yapılmıştır. Elektroeğirme yönteminde elektroeğirme/ ağ (ESN) tekniği ile nano-lif/ağ (NFN) matriksler elde edilmiştir. Sentezlenen NFN matrikslerin karakterizasyon çalışmaları için; Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Enerji dağılım X ışını (Energy dispersive X-ray, EDX) ile fiber morfolojileri ve yapıları incelenmiş, X ışını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopi (FTIR) Analizleri ile NFN matriks yapıları doğrulanmış ve özellikleri belirlenmiştir. Üretilen doku iskelelerinin mekanik dayanımları için çekme ve hidrolitik bozunma testleri yapılmıştır. Doku iskelelerinin yapısına yüklenen AMX enkapsülasyon verimi ve NFN matrikslerden salım profili incelenmiştir. AMX antibiyotiğinin matriks içindeki etkinliği, NFN matrikslerin antibakteriyel aktivite testi ile incelenmiştir. Üretilen NFN matriks yapılı doku iskelelerinin hücreler üzerindeki toksik etkisine sitotoksisite testi ile bakılmıştır. Çalışma sonuçları üretilen NFN matrikslerin pnömotoraks tedavisi için potansiyelini ortaya koymuştur. Çalışmanın ikinci kısmında, üretilen NFN matriksler ile elde edilen GKMKH tabakaları birleştirilmiştir. NFN matrikslerle desteklenen hücre tabakalarının hedef dokuya uygunluğunun belirlenmesi için matriks-malzeme etkileşimleri, mekanik dayanımları incelenmiştir. Bu amaçla NFN matriks destekli hücre tabakalarının canlılık testleri, SEM, konfokal, çekme analizleri ve histolojik inceleme için Hematoksilen & Eozin (H&E) boyaması yapılmıştır. Analiz sonuçları, GKMKH'lerinden elde edilen hücre tabakalarının üretilen NFN matrikslerle mükemmel bir uyum içerisinde olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak, pnömotoraks tedavisine yönelik biyobozunur doku iskelesi destekli hücre tabakaları başarılı bir şekilde elde edilmiştir. Bu ikili yapının, biyouyumluluğu, yüksek mekanik dayanımı ve uygulanabilirliği ile pnömotoraks ve plevral hasarlarda alternatif bir tedavi yaklaşımı olarak değerlendirilebileceği belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
The aim of the presented thesis is to develop an alternative, cell sheet-based therapeutic approach for pneumothorax treatment that does not restrict the dynamic movements of the lung, is resistant to intrathoracic pressure and motion, and does not require suturing or gluing for application. To achieve this goal, cell sheet technology was utilized. A cell sheet was generated from human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells (hUC MSCs) in the presence of ascorbic acid (vitamin C, VC). For this purpose, cell culture was conducted at a high seeding density (5 × 10⁴ cells/cm²) with the addition of 20 µg/mL VC to the culture medium. Since the mechanical strength of the obtained cell sheet alone was not sufficient, nanofibrous surfaces were used to reinforce the cell sheets. iii In the first part of the study, a nanofibrous tissue scaffold was produced via electrospinning of a polycaprolactone (PCL)/gelatin (GEL) solution. To endow the scaffold with antimicrobial properties, broad-spectrum amoxicillin (AMX) was incorporated. The electrospinning/netting (ESN) technique was employed to obtain nanofiber-net (NFN) matrices. Characterization of the synthesized NFN matrices was carried out using Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX) to examine fiber morphology and structure. The chemical structure and properties of the NFN matrices were further confirmed using X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Tensile tests and hydrolytic degradation assays were performed to evaluate the mechanical strength of the produced scaffolds. The encapsulation efficiency of AMX and its release profile from the NFN matrices were assessed. The antibacterial efficacy of AMX within the matrices was evaluated through antibacterial activity assays, while cytotoxicity assays were conducted to determine the potential toxic effects of the NFN matrices on cells. The findings demonstrated the potential of the NFN matrices as a scaffold material for pneumothorax treatment. In the second part of the study, the NFN matrices were combined with the hUC-MSC cell sheets. To assess the compatibility of the cell sheets supported by NFN matrices with the target tissue, material–cell interactions and mechanical strength were investigated. For this purpose, viability assays, SEM, confocal imaging, tensile testing, and Hematoxylin & Eosin (H&E) staining for histological evaluation were performed on the NFN matrix supported cell sheets. The analysis results revealed excellent compatibility between the hUC-MSC-derived cell sheets and the NFN matrices. In conclusion, biodegradable tissue scaffold-supported cell sheets intended for pneumothorax treatment were successfully developed. With their biocompatibility, high mechanical strength, and applicability, this composite structure can be considered a promising alternative therapeutic approach for the treatment of pneumothorax and pleural injuries.
Benzer Tezler
- Akut ve subakut pulmoner embolide girişimsel tedavilerin erken dönem sonuçlarının retrospektif değerlendirilmesi
The retrospective evaluation of interventional therapies' early stage results in acute and subacute pulmonary embolism
KADRİYE FATMA DÖNMEZ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2024
Göğüs Kalp ve Damar CerrahisiSağlık Bilimleri ÜniversitesiKalp ve Damar Cerrahisi Ana Bilim Dalı
PROF. CENK TATAROĞLU
- Efüzyonlu pnömoni tanısı ile yatan hastaların değerlendirilmesi
Evaluation of patients admitted with diagnosis of effusion pneumonia
GÜLŞEN DÜR BİLGİN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2024
Çocuk Sağlığı ve HastalıklarıSağlık Bilimleri ÜniversitesiÇocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN NURİ BAYRAM
- Tansiyon pnömotoraks tedavisinde kullanılan iğne dekompresyon uygulamasının, vücut kitle indeksi 30'un üzerinde olan sağlıklı gönüllülerde uygun konumun yatak başı ultrasonografi kullanarak belirlenmesi
Identification of appropriate needle decompression site for tension pneumothorax treatment using bedside ultrasonography in healthy volunteers with a body mass index of 30 and above
FURKAN ALKAN
- Akciğer malignitelerinde radyofrekans ablasyon tedavisi: Sonuçlar ve sağkalıma etkisi
Radiofrequency Ablation for the Treatment of Lung Tumors: Outcomes and Effects on Survival
EZGİ GÜLER KÖSE
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2013
Radyoloji ve Nükleer TıpHacettepe ÜniversitesiRadyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OKAN AKHAN
- Akciğer malign tümörlerinde radyofrekans ve mikrodalga ablasyon yöntemleriyle tedavi etkinliğinin değerlendirilmesi
Evaluation of radiofrquency and microwave ablation procedures' efficiency in the treatment of malignant lung tumours
ÇAĞRI KESİM
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2017
Radyoloji ve Nükleer TıpBaşkent ÜniversitesiRadyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ HARMAN