Süpergözenekli, IPN/yarı-IPN hidrojellerin sentezi ve hücre kültürlerinde kullanımı
Synthesis of superporous, IPN/semi-IPN hydrogels and their usability in cell cultures
- Tez No: 216173
- Danışmanlar: PROF.DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Bioengineering, Biotechnology, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Superporous hydrogel, gas foaming, IPN, composite, scaffold, tissue engineering
- Yıl: 2007
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Doku mühendisliğinde kullanılmak üzere dizayn edilmiş hidrojeller canlı hücreleri barındıracak büyüklükte gözenekler içerirler. Büyük gözeneklere ve yüksek şişme oranına sahip olduklarından, süpergözenekli hidrojeller doku mühendisliği uygulamaları için birçok avantaja sahiptirler. Sunulan çalışmada, süpergözenekli hidrojeller (SPH'ler), hidrofilik karaktere sahip akrilamid (AAm) ve akrilik asit(AA) monomerlerinin, çapraz bağlayıcı ajan N,N'-metilenbisakrilamid (BIS) varlığında sentezlenmiştir. SPH yapıların hazırlanabilmesi için gaz köpükleştirme yöntemi kullanılmıştır. Kopolimerizasyon/çapraz bağlanma oda sıcaklığında serbest radikalik polimerizasyon ile gerçekleştirilmiştir. 20-350 µm arasında değişen gözenek çaplarına ve farklı karakteristik özelliklere sahip süpergözenekli homopolimerler (AAm) ve kopolimerler (AAm-ko-AA) sentezlenmiştir. Çalışmalarda disk formunda (çap=8mm ve kalınlık=4mm) jel örnekleri hazırlanmıştır. SPH'ler içerisinde ikinci bir polimer ağı (kitosan) etkileşimi ile iç içe geçmiş polimerik ağ yapı (IPN) oluşturulmuş ve böylelikle SPH'lerin mekanik dayanımı ve biyouyumluluğu arttırılmıştır. Hidroksiapatit (HA) içeren süpergözenekli hidrojel kompozit (SPHC) çözelti polimerizasyonu tekniği ile sentezlenmiştir. Üç farklı miktarda hidroksiapatit içeren süpergözenekli hidrojel kompozitler hazırlanmıştır. 1000 µl akrilamid içeren çözelti başına 1000 mg HA, hidrojel kompozitleri hazırlamak için en uygun miktar olarak belirlenmiştir. Bütün hidrojellerin karakterizasyonu, 37°C'deki fosfat tampon çözeltisi içerisinde yürütülen şişme çalışmalarının yanısıra, yüzey/kesit morfolojilerinin SEM ile görüntülenmesi, yığın yapı özelliklerinin sıkıştırma dayanım testi, boşluk kesri ve yoğunluk analizleri ile incelenmesi ve ısıl özelliklerinin TGA ile belirlenmesiyle gerçekleştirilmiştir. Test sonuçları, sıkıştırma dayanımı ve elastisite gibi mekanik özelliklerin önemli derecede arttığını, gözenekler arasındaki bağlantıların bloke olmadığını ve yarı-IPN SPH'lerde su absorpsiyonunun kapiler etki ile arttığını göstermiştir. Mekanik testlerden elde edilen sonuçlar, HA varlığının, hidrojellerin sıkıştırma dayanımını arttırdığını göstermiştir. Elastiklik modülü SPH için 0.63±0.04 N/mm2 iken, SPHC'de 6.59±0.35 N/mm2 ye artmıştır. Hücre kültürü çalışmaları durgun koşullarda model hücre hatları (L929 fare fibroblastı) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Fibroblastik hücrelerin doku iskelesi üzerine yapışması ve büyümesi sitotoksisite testleri ile incelenmiştir. Ayrıca, deneysel veriler, hücre kültür çalışmalarında kullanılacak olan bu yeni malzemenin avantajlarını belirtmek amacı ile değerlendirilmiştir. Anahtar kelime: Süpergözenekli hidrojel, gaz köpükleştirme, IPN, kompozit, doku iskelesi, doku mühendisliği.
Özet (Çeviri)
Hydrogels designed for use as tissue engineering scaffolds may contain pores large enough to accommodate living cells. Since having large pore sizes and having high swelling ratios, superporous hydrogels may have many advantages for tissue engineering applications. In this study, superporous hydrogels (SPHs) were synthesized from hydrophilic acrylamide and acrylic acid monomers in the presence of crosslinking agent, N,N?- methylenbisacrylamide. Gas foaming technique was utilized in order to prepare the SPH structures. Copolymerization/crosslinking was realized by free-radicalic polymerization at room temperature. Homo (AAm) and copolymer (AAm-co-AAc) SPHs, which have diffrent characteristics and pore diameter range in 20-350 ?m, were prepared. In the studies, gel samples in disc form (diameter=8mm and thickness= 4mm) were used. The main approach used in this study was to form an interpenetrating polymer network by incorporating a second polymer network (chitosan) inside an SPHs to increase the mechanical properties and biocompatibilities. Superporous hydrogel composite (SPHC) with hydroxyapatite (HA) was realized by solution polymerization technique. The superporous hydrogel composites were prepared with three different amounts of hydroxyapatite. The optimum amount of HA to prepare the hydrogel composites was decided to be 1000 mg HA per 1000 ?l acrylamide containing mixture. The characterization of all hydrogels were done by swelling studies which were applied in phosphate buffer solutions at 370C, SEM for imaging of surface/crosssection morphologies, compression strength test, void fraction analysis and density measurement for investigation of bulk structure properties, and TGA to determine the thermal characteristics. These results indicated that mechanical properties including compression strength and elasticity were significantly improved and the interconnected pores were not blocked and the capillary effect to accelarate water absorption was maintained in the semi-IPN SPHs. The results obtained from mechanical tests showed that, in the presence of HA, the compression strength of the hydrogel composite was improved significantly when compared to SPH structure. The elastic modulus for the SPHC increased to 6.59±0.35 N/mm2 whereas it was 0.63±0.04 N/mm2 for the SPH. The cell culture studies were carried out at stationary conditions with model cell lines; i.e. L929 mouse fibroblasts. Attachment and growth of fibroblast cells in these scaffolds were also studied by cytocompatibility tests and MTT assay. Moreover, the experimental data are evaluated to indicate the advantage of these novel biomaterials in cell culture applications. iv
Benzer Tezler
- Protein salımı için süpergözenekli IPN/Yarı-IPN hidrojellerin sentezi ve salım kinetiğinin incelenmesi
Synthesis of superporous IPN/Yarı-IPN hydrogels for release of protein and investigation of release kinetics
DENİZ ERCE
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Protein ilaçların kontrollü salımı için poli (2-hidroksietil metakrilat)-bazlı süpergözenekli hidrojellerin geliştirilmesi
Development of poly (2-hydroxyethyl methacrylate)-based superporous hydrogels for controlled release of protein drugs
PINAR TÜRKYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Ayırma amaçlı mikrojel içeren süper gözenekli P(AAm) ve P(HEMA) iç içe geçmiş ağ yapılı kriyojeller
Cryogels containing microgels in interpenetrating networks of super porous P(AAm) and P(HEMA) for separation purposes
SEMA YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
KimyaÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURETTİN ŞAHİNER
- Poli(2-hidroksietil metakrilat) bazlı süpergözenekli doku iskeleleri ile kemik rejenerasyonu
Bone regeneration with poly(2-hydroxyethyl methacrylate) based superporous scaffolds
DAMLA ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Kriyojellerin sentezi, karakterizasyonu ve bazı uygulamaları
Synthesis, characterization and some application of cryogels
FAHRİYE SEVEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
KimyaÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURETTİN ŞAHİNER