Kompozit iletken nanofiber doku iskelelerinin geliştirilmesi ve kardiyojenik farklılaşma üzerine etkisinin incelenmesi
Fabrication of composite conductive nanofiber scaffolds and evaluation of their effects on cardiogenic differentiation
- Tez No: 1006536
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET BURÇİN PİŞKİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Miyokard infarktüsü, kardiyak doku mühendisliği, kudret narı, kardiyojenik farklılaşma, yeşil indirgeme, Myocardial infarction, cardiac tissue engineering, bitter melon, cardiogenic differentiation, green reduction
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, miyokard infarktüsü sonrası hasar gören miyokard dokusunun rejenerasyonunu desteklemek üzere iletken ve biyomimetik nanofiber doku iskeleleri geliştirilmiştir. İlk olarak kudret narı (Momordica charantia) meyvesinden; meyve tazeliği (taze veya 6 ay -20oC muhafaza), kurutma yöntemi (liyofilizasyon veya güneş), kullanılan meyve kısmı (çekirdek, et/pulpa, tüm meyve) ve çözücü türü (distile su veya %80 etanol) değişkenlerine göre farklı ekstraktlar hazırlanmış; ekstraktlar antioksidan kapasite ve toplam fenolik içerik analizleri ile karakterize edilmiştir. Elde edilen bulgular doğrultusunda, grafen oksit indirgenmesi için taze meyvenin et kısmından distile su veya %80 etanol kullanılarak elde edilen ekstraktlar seçilmiş ve yeşil indirgeme yaklaşımıyla indirgenmiş grafen oksit (rGO) sentezlenmiştir. İndirgeme işlemi, UV-Vis, FT-IR, Raman, SEM ve EDS analizleri ile doğrulanmıştır. Daha sonra rGO; iletken polimer poli(3,4-etilendioksitiyofen) (PEDOT) ve biyobozunur/biyouyumlu kitosan (CS) ile birleştirilerek elektroeğirme yöntemiyle rGO-PEDOT-CS nanofiber doku iskeleleri üretilmiştir. Kardiyak mikroçevrenin biyomimetik olarak taklit edilmesi ve hücre-ekstraselüler matriks etkileşimlerinin güçlendirilmesi amacıyla iskele yüzeyleri fibronektin (FN) ile fonksiyonelleştirilerek rGO-PEDOT-CS/FN iskeleleri elde edilmiştir. Üretilen iskelelerin morfolojik ve kimyasal özellikleri ile yüzey ıslanabilirliği, mekanik davranışı, elektriksel iletkenliği, FN adsorpsiyonu/salımı ve biyobozunabilirlik özellikleri karakterize edilmiştir. İnsan adipoz doku kaynaklı mezenkimal kök hücreler (AD-MKH) iskeleler üzerinde kültüre edilerek hücre adezyonu ve proliferasyon yanıtları incelenmiştir. Hücrelerin kardiyojenik farklılaşması immünohistokimyasal analizler ile kardiyak özgül belirteç kullanılarak doğrulanmıştır. Elde edilen sonuçlar, bu tez kapsamında ilk kez aynı platformda bir araya getirilen rGO-PEDOT-CS kompozit nanofiber iskelelerin FN ile fonksiyonelleştirilmesiyle hücre-iskele etkileşimlerini iyileştirilebildiğini; iletken ve biyomimetik mikroçevrenin AD-MKH'lerin kardiyojenik yönelimini destekleyerek kardiyak özgül belirteç ekspresyonunu artırdığını göstermiştir. Bu yönüyle geliştirilen kompozit iletken nanofiber iskeleler, miyokard rejenerasyonuna yönelik ileri kardiyak doku mühendisliği alanında yenilikçi bir platform sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, conductive and biomimetic nanofiber scaffolds were developed to support myocardial repair following myocardial infarction. Initially, a set of bitter melon (Momordica charantia) fruit extracts was prepared by varying fruit freshness (fresh or stored at -20oC for 6 month), drying method (lyophilization or sun), fruit part (seed, pulp, or whole fruit), and solvent (distilled water or 80% ethanol). The extracts were characterized by antioxidant capacity and total phenolic content analyses. Based on these results, pulp extracts from fresh fruit prepared in distilled water or 80% ethanol were selected as green reducing agents for graphene oxide. Reduced graphene oxide (rGO) was obtained via a green reduction approach, and the reduction was confirmed by UV-Vis spectroscopy, FT-IR spectroscopy, Raman spectroscopy, SEM, and EDS. Subsequently, rGO-based composite nanofiber scaffolds (rGO-PEDOT-CS) were fabricated by electrospinning rGO with the conductive polymer poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) and biodegradable/biocompatible chitosan (CS). To biomimetically mimic the cardiac microenvironment and enhance cell-extracellular matrix interactions, the scaffold surfaces were functionalized with fibronectin (FN), yielding rGO-PEDOT-CS/FN scaffolds. The scaffolds were assessed in terms of morphology and chemical structure, surface wettability, mechanical performance, electrical conductivity, FN adsorption/release behavior, and biodegradability. Human adipose-derived mesenchymal stem cells (AD-MSCs) were cultured on the scaffolds to evaluate cell adhesion and proliferation. Cardiomyogenic differentiation was examined using cardiac-specific marker by immunohistochemistry. Overall, FN functionalization improved cell-scaffold interactions, while the conductive and biomimetic microenvironment supported cardiomyogenic commitment and enhanced the expression of cardiac-specific markers. In this respect, the developed composite conductive nanofiber scaffolds provide an innovative platform in the field of advanced cardiac tissue engineering for myocardial regeneration.
Benzer Tezler
- Sinir doku mühendisliği için iletken poli (gliserol-sebakat) kompozitlerinin geliştirilmesi
Development of conductive poly (glycerol-sebacate) composites for neural tissue engineering
BENGİSU TOPUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİL MURAT AYDIN
- Composite nanofiber patches for topical drug delivery systems
Kompozit nanoliflerin topikal ilaç salım sistemlerinde kullanımı
ZARİFE BARBAK
Doktora
İngilizce
2021
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALE KARAKAŞ
- Periferik sinir sistemi rejenerasyonu için iletken materyallerin geliştirilmesi ve etkinliğinin değerlendirilmesi
Development and efficiency assesment of conductive materials for peripherial nerve system regeneration
ÜMRAN AYDEMİR SEZER
Doktora
Türkçe
2017
NörolojiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET RECEP BOZKURT
- Electrospun polyacrylonitrile based composite nanofibers containing polyindole and graphene oxide
Poliindol ve grafen oksit içeren poliakrilonitril tabanlı kompozit nanofiberler
İLKNUR BOZKAYA GERGİN
Doktora
İngilizce
2023
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- Investigation of capacitive behaviour of emulsion polymerized pedot and its nanocomposites
Emülsiyon polimerizasyonu ile sentezlenen pedot ve nanokompozitlerinin kapasitif özelliklerinin incelenmesi
DENİZ GÜLERCAN
Doktora
İngilizce
2019
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ