Development and characterization of boron doped carbonated hydroxyapatite and titanium carbide mxeneincorporated carboxymethyl chitosan/oxidized pullulan hydrogel scaffolds
Bor yüklenmiş karbonatlı hidroksiapatit ve titanyum karbür mxene içeren karboksimetil kitosan/oksidelenmiş pullulan hidrojel iskelelerinin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
- Tez No: 1012824
- Danışmanlar: PROF. DR. DİLEK KESKİN, PROF. DR. AYŞEN TEZCANER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kemik doku mühendisliği, hücre proliferasyonunu ve rejenerasyonu destekleyen biyomimetik iskelelerin geliştirilmesini amaçlamaktadır. Bu çalışmada, MXene (Ti3C2) ve Boron doped hydroxyapatite (BCHA) birleştirilerek iletken ve biyoaktif bir hidrojel iskele geliştirilmiştir. Ti3C2 biflorür bazlı aşındırma yöntemi kullanılarak başarıyla sentezlenmiş, BCHA ise nanoemülsiyon yöntemi ile üretilmiştir. Hidrojel matriksi karboksimetil kitosan (CMC), okside pullulan (OPul) ve %10 jelatinden (Gel) oluşturulmuştur. Geliştirilen kompozit hidrojeller morfolojik, kimyasal, yapısal ve in vitro biyolojik özellikler açısından karakterize edilmiştir. Denenen formülasyonlar arasında, ağırlıkça %39 CMC, %13 OPul ve %48 Gel içeren kompozisyon yaklaşık 35 saniyede en iyi jel oluşumunu göstermiş, ilk gün yaklaşık %25 degradasyon sergilemiş ve üç haftaya kadar yaklaşık %30 bütünlüğünü koruyarak en yüksek yapısal stabiliteyi sağlamıştır. İndirekt hücre kültürü çalışmalarına dayanarak optimize edilen Ti3C2 ve BCHA miktarları hidrojele eklenerek iskeleler üretilmiştir. Biyoaktivite, şişme ve degradasyon analizleri sonucunda, BCHA içeren iskelelerin 4. gün sonunda BCHA içermeyen gruplara göre yaklaşık %60 daha fazla degradasyon gösterdiği belirlenmiştir. Hücre canlılığı, Electrical Stimulation (ES) uygulanarak ve uygulanmadan değerlendirilmiştir. COPG grubunda ES yokken Alamar Blue indirgenmesi %10'dan %20'ye yükselmiştir. Buna karşılık, 2.5MX/2.5BCHA-COPG grubunda ES yokken %28'den %18'e düşüş gözlenirken, ES varlığında %28'den %36'ya artış görülmüştür. Bu bulgular, elektriksel uyarımın iletken ve biyoaktif iskelelerde hücre canlılığını önemli ölçüde artırdığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Bone tissue engineering aims to develop biomimetic scaffolds that support cell proliferation and regeneration. In this study, a conductive and bioactive hydrogel scaffold was developed by combining MXene (Ti3C2) and Boron doped hydroxyapatite (BCHA). Ti₃C₂ was successfully synthesized using a bifluoridebased etching method, while BCHA was produced via a nanoemulsion technique. The hydrogel matrix consisted of carboxymethyl chitosan (CMC), oxidized pullulan (OPul), and 10% gelatin (Gel). Composite hydrogels were characterized in terms of morphological, chemical, structural, and in vitro biological properties. Among tested formulations, the composition containing 39 wt% CMC 13 wt% OPul, and 48 wt% Gel exhibited optimal gelation (~35 s), approximately 25% degradation within the first day, and the highest structural stability by retaining ~30% integrity up to three weeks. Based on indirect cell culture studies, optimized amounts of Ti3C2 and BCHA were incorporated into the hydrogels to fabricate scaffolds. Bioactivity, swelling, and degradation analyses revealed that BCHA-containing scaffolds showed ~60% higher degradation than non-BCHA groups at day 4. Cell viability was assessed with and without Electrical Stimulation (ES). While the COPG group increased from 10% to 20% (Alamar Blue reduction) without ES, the 2.5MX/2.5BCHA-COPG group decreased from 28% to 18% without ES but increased from 28% to 36% under ES. These findings demonstrate that electrical stimulation significantly enhances cell viability in conductive and bioactive scaffolds. eklenerek iskeleler üretilmiştir. Biyoaktivite, şişme ve degradasyon analizleri sonucunda, BCHA içeren iskelelerin 4. gün sonunda BCHA içermeyen gruplara göre yaklaşık %60 daha fazla degradasyon gösterdiği belirlenmiştir. Hücre canlılığı, Electrical Stimulation (ES) uygulanarak ve uygulanmadan değerlendirilmiştir. COPG grubunda ES yokken Alamar Blue indirgenmesi %10'dan %20'ye yükselmiştir. Buna karşılık, 2.5MX/2.5BCHA-COPG grubunda ES yokken %28'den %18'e düşüş gözlenirken, ES varlığında %28'den %36'ya artış görülmüştür. Bu bulgular, elektriksel uyarımın iletken ve biyoaktif iskelelerde hücre canlılığını önemli ölçüde artırdığını göstermektedir.
Benzer Tezler
- Pomza katkılı hidroksiapatit nano-tozların sentezi ve kemik onarımı için araştırılması
Synthesis of pumice doped hydroxyapatite nano- powders and investigation for bone repair
SÜMEYRA USLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyomühendislikNevşehir Hacı Bektaş Veli ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA ZEHRA KOÇAK
- Biyomimetik yöntemle bor katkılı doku iskelelerinin geliştirilmesi ve kemik doku mühendisliğindeki etkinliklerinin araştırılması
Development of boron containing tissue scaffolds by biomimetic method and investigation of their effectiveness in bone tissue engineering
ÖZGE EKİN TUNÇAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Elektronik ve optoelektronik uygulamalar için siyanofenil tiyenotiyofen ve bor içeren materyaller
Cyanophenyl thienothiophene and boron containing materials for electronic and optoelectronic applications
RECEP İŞÇİ
- Bor katkılı ve biyokütle temelli karbon süperkapasitör enerji depolama malzemelerinin geliştirilmesi
Development of boron doped and biomass based carbon supercapacitor materials
AYŞENUR KARAMUSTAFA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
EnerjiRecep Tayyip Erdoğan ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKÇEN AKGÜL
- Lityum iyon bataryalar için bor katkılı yüksek voltaj spinel lityum nikel manganez oksit katot aktif malzeme sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of boron-doped high-voltage spinel lithium nickel manganese oxide cathode active material for lithium-ion batteries
YUNUS EMRE GÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİLLUR DENİZ KARAHAN