Polymeric constructs towards tissue engineering
Doku mühendisliğine yönelik polimerik yapılar
- Tez No: 246777
- Danışmanlar: PROF. DR. CANDAN TAMERLER BEHAR, PROF. DR. OYA GALİOĞLU ATICI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 61
Özet
Kemik doku mühendisliğine yönelik biyoyıkılabilir polimerik yapılar kemik hücrelerinin tutunup üzerinde çoğalabildikleri 3 boyutlu porlu yapılardır. Biyoyıkılır olduklarından, bedende sürekli kalmazlar ve zamanla yıkıldıkça kemik hücreleri çoğalarak yıkılan iskeletin yerine geçerler. Böylece, bir sure sonra, biyoyıkılır yapı tamamen yıkılmış ve yerini kemik hücrelerine bırakmış olacaktır ki bu da kemik dokusunun iyileşmesi anlamına gelir.Kemik hücreleri ağırlığının %60'ı mineral olan doğal canlı kompozit hücrelerdir. Bu mineral yapının büyük bir kısmı hidroksiapatit mineralidir. Kemik biyomineralleşmesinde hidroksiapatitler tip 1 kollajenlerle çapraz bağlanarak oldukça sağlam ve görece esnek kemik yapısını oluştururlar. Bu çalışmada, biyoyıkılır, biyouyumlu ve oldukça hidrofilik olup üzerinde diğer kimyasal bileşiklerle ve hidroksiapatitle bağlanabilecek grupları bulunan bir polimer olan poli(N-vinil-2-pirolidon-ko-maleik asit) ile hidroksiapatiti çapraz bağlayıp kemik biyomineralleşmesi taklit edilmeye çalışıldı. Aynı zamanda karşılaştırma amacıyla hidroksiapatiti poli(N-vinil-2-pirolidon) ile de çapraz bağlandı.Çalışma 3 aşamadan oluşmaktadır: Kompozitlerin sentezi, iskelet yapı oluşturma ve iskelet yapıların sıçanlara aktarımı.Kompozitlerin sentezi için, ilk once serbest radikal polimerizasyonu ile poli(N-vinil-2-pirolidon-ko-maleik anhidrit) sentezlendi. Daha sonra bu polianhidrit yapı suda hidroliz edilerek poli(N-vinil-2-pirolidon-ko-maleik asit) elde edildi. Daha sonra hidroksiapatit, poli(N-vinil-2-pirolidon-ko-maleik asit) ve poli(N-vinil-2-pirolidon) ile 2 farklı yöntemle çapraz bağlandı. Çapraz bağlanma hidroksiapatitin farklı ortamda sentezlenip daha sonra polimer çözeltisine eklenmesi ya da polimerlerin bulunduğu ortamda hidroksiapatitin sentezlenmesi ile yapıldı. Kompozit sentez reaksiyonları farklı polimer:hidroksiapatit ağırlık oranlarında yapıldı. Kompozitlerin sentezi FT-IR, XRD ve floresans mikroskobu ölçümleri ile onaylandı. FT-IR spektroskopisi kompozitlerin kimyasal bağlanma mekanizması ile ilgili bilgi verirken XRD ile kristalliği ve floresans mikroskobu ile çeşitli optik özellikleri hakkında bilgiler edinildi. Analizler poli(N-vinil-2-pirolidon)'un hidroksiapatite ilgisinin, poli(N-vinil-2-pirolidon-ko-maleik asit)'in hidroksiapatite ilgisinden daha düşük olduğunu gösterdi.Çeşitli iskeletleme yöntemleri denenip, çamur kalıplama/parçacık süzme yöntemi kompozitlere yönelik geliştirildi. İskeletleme sürecinde hiçbir organik çözücü kullanılmamıştır ve oldukça hidrofilik ve sağlam iskeletler üretilmiştir.İyileştirilmesi yapılmış iskeletler Şişli Etfal Hastahanesinde sıçanlara aktarılmıştır. 4 çeşit örnek ve bir de kontrol çeşidi, kalça kemiğinin ön kısmında zedelendirilme oluşturulmuş sıçanlara aktarılmıştır. Her bir çeşit örnek için yedişer sıçana aktarım yapılmış olup iyileşme süreci izlenmektedir. Sıçanlar üzerinde son kontrolün Eylül 2008'de yapılması planlanmaktadır.
Özet (Çeviri)
Biodegradable polymeric constructs for bone tissue engineering, are 3D structures that allow bone cells to attach and reproduce over them. Because of biodegradability properties, they are not permanent in the body and degrade slowly while bone cells are reproducing. Thus, bone cells replace scaffold in time meaning healing of defect sides.Bone cells are natural living composites whose 60% is composed of mineral, mainly hydroxyapatite. In the bone biomineralization process, hydroxyapatite minerals are crosslinked by type I collagens to form highly rigid and relatively flexible bone structure. In this project, it was tried to mimic bone biomineralization process by crosslinking hydroxyapatite with poly(N-vinyl-2-pyrrolidone-co-maleic acid), a biodegradable, biocompatible and highly hydrophilic copolymer having reactive groups to couple with many chemical compounds like hydroxyapatite. Also, hydroxyapatite was crosslinked with poly(N-vinyl-2-pyrrolidone) for comparison.The study consists of three steps: Synthesis of composites, scaffolding and transplantation to rats.In order to synthesize composites, firstly poly(N-vinyl-2-pyrrolidone-co-maleic anhydride) was synthesized by free radical copolymerization of N-vinyl-2-pyrrolidone with maleic anhydride. The resulted polyanhydride was hydrolyzed in order to obtain poly(N-vinyl-2-pyrrolidone-co-maleic acid). Then, hydroxyapatite was crosslinked with poly(N-vinyl-2-pyrrolidone-co-maleic acid) and with poly(N-vinyl-2-pyrrolidone) by two methods. Either hydroxyapatite was synthesized separately then crosslinked with the polymers or hydroxyapatite was synthesized over the polymers. All the composite synthesis reactions were carried out at several polymers to hydroxyapatite weight ratios. The synthesis of the composites was confirmed with FT-IR, XRD and fluorescence microscopy analyses. FT-IR spectroscopy provided information about chemical binding mechanism while XRD identified crystallinity, and optic properties of the composites were studied with fluorescence microscopy. It was detected that PVP has lower binding tendency to hydroxyapatite than poly(N-vinyl-2-pyrrolidone-co-maleic acid).Among several scaffolding methods tested, wet moulding method was chosen and optimized as slush moulding/particulate leaching method. Scaffolds were fabricated without using organic solvents. The resulted scaffolds were very strong and highly hydrophilic.The optimized scaffolds were transplanted to rats at Sisli Etfal Hospital. 4 types of sample and one type control were transplanted to rats at anterior femur which was defected before. Each sample was transplanted to seven rats. Healing process of the rats is being investigated. It is planned to make the final examination on the rats in 2008 September.
Benzer Tezler
- Hybrid 3D bioprinting of functionalized structures for tissue engineering
Başlık çevirisi yok
SEYEDEH FERDOWS AFGHAH
Doktora
İngilizce
2020
BiyomühendislikSabancı ÜniversitesiMalzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHATTİN KOÇ
- Preparation and characterization of chitosan-gelatin/hydroxyapatite scaffolds for hard tissue engineering approaches
Kitosan-jelatin/hidroksiapatit destek yapıların sert doku mühendisliği yaklaşımları için hazırlanması ve karakterizasyonu
CANSEL IŞIKLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
BiyomühendislikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESRİN HASIRCI
PROF. DR. VASIF HASIRCI
- Effects of production parameters on porosity and hole properties in laser sintering rapid prototyping process
Lazer sinterleme hızlı prototipleme teknolojisinde üretim parametrelerinin, parça gözenek yapısı ve delik özellikleri üzerindeki etkileri
ÖZKAN İLKGÜN
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MERVE ERDAL
PROF. DR. MUSTAFA İLHAN GÖKLER
- Design, fabrication and characterization of light-responsive functionalized hydrogel for tissue engineering applications
Doku mühendisliği uygulamaları için ışığa duyarlı fonksiyonelleştirilmiş hidrojelin tasarımı, imalatı ve karakterizasyonu
SYEDA RUBAB BATOOL
Doktora
İngilizce
2021
BiyomühendislikKoç ÜniversitesiBiyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDA KIZILEL
- Biyomagnetik olaylar
Başlık çevirisi yok
M.TOGAN ÇANDIR
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. İNCİ AKKAY