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
- Tez No: 255536
- Danışmanlar: PROF. DR. NESRİN HASIRCI, PROF. DR. VASIF HASIRCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 147
Özet
Doku mühendisliği, zarar görmüş doku ve organların fonksiyonlarını yeniden kazanmasını hedefleyerek, hücre dışı matriks üzerinde belli hücrelerin büyütülmesi ile doku-benzeri organsı yapılar geliştirmek temeline dayanır. Lineer bir amino polisakarid olan kitosan doku yenilenmesi sürecinde uygun fizyolojik ve biyolojik çevreyi sağlar. Kitosan mekanik ve biyolojik özelliklerini geliştirmek amacı ile, bir başka polimer olan jelatin ile karıştırılmıştır. 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil)-karbodiimid (EDC) ve hidroksisaksinimid (NHS) kararlı kitosan-jelatin yapılar oluşturmak için çapraz bağlayıcı olarak kullanılmıştır. Bu doğal polimerler özellikle kemik tedavisi uygulamalarında mekanik açıdan zayıf oldukları için bu özellikleri geliştirmek amacı ile içlerine inorganik kalsiyum fosfat seramiği hidroksiapatit eklenmiştir.Bu çalışma başarılı bir sert doku mühendisliği yaklaşımı için kitosan-jelatin/hidroksiapatit destek yapılar geliştirmeyi hedeflemiştir. Bu amaçla, çöktürülmüş katılaştırılmamış (nsHA) ve yüksek kristaliniteye sahip katılaştırılmış (sHA) olmak üzere iki çeşit hidroksiapatit sentezlenmiş, iki-boyutlu (film) ve üç-boyutlu (köpük) yapılar üretmek için kitosan (C) ve jelatin (G) karışımlarının içine eklenmiştir. Yapıların fiziko kimyasal özellikleri taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-Ray Difraktometre, FTIR-ATR, DSC, kontakt açı ve yüzey enerji ölçümleri ve şişme testleri ile incelenmiştir. Mekanik özellikler gerilme ve basınç testleri ile gözlenmiştir. Örneklerin in vitro çalışmaları, SaOs-2 hücreleri ile etkileşimi sonucu belirlenmiştir. Destek yapılar üzerindeki hücre yapışmasını ve çoğalmasını gözlemlemek için MTS ölçümleri yapılmıştır. Hücrelerin destek yapılara karşı davranışları konfokal, florasan ve taramalı electron mikroskopları gibi çeşitli metodlarla incelenmiştir. XRD ve FTIR sonuçları saf hidroksiapatit sentezlendiğini kanıtlamıştır. Mekanik test verileri iki- ve üç-boyutlu kitosan-jelatin/hidroksiapatit yapıların sert doku mühendisliğinde kullanıma uygun değerlere sahip olduğunu göstermiştir. Örneklerin hücre etkileşimleri kitosan-jelatin oranlarının değişimi ve hidroksiapatit eklenişiyle de geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Hard tissue engineering holds the promise of restoring the function of failed hard tissues and involves growing specific cells on extracellular matrix (ECM) to develop ``tissue-like? structures or organoids. Chitosan is a linear amino polysaccharide that can provide a convenient physical and biological environment in tissue regeneration attempt. To improve chitosan?s mechanical and biological properties, it was blended with another polymer gelatin. 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS) were used to crosslink the chitosan-gelatin matrix to produce stable structures. These natural polymers are mechanically weak especially to serve as a bone substitude and therefore, an inorganic calcium phosphate ceramic, hydroxyapatite, was incorporated to improve this aspect.The objective of this study was to develop chitosan-gelatin/hydroxyapatite scaffolds for a successful hard tissue engineering approach. For this reason, two types of hydroxyapatite, as-precipitated non-sintered (nsHA) and highly crystalline sintered (sHA) were synthesized and blended into mixtures of chitosan (C) and gelatin (G) to produce 2-D (film) and 3-D (sponge) structures. The physicochemical properties of the structures were evaluated by scanning electron microscopy, X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared-Attenuated Total Reflectance spectrometer (FTIR-ATR), differential scanning calorimetry, contact angle and surface free energy measurements and swelling tests. Mechanical properties were determined through tensile and compression tests. In vitro cell affinity studies were carried out with SaOs-2 cells. MTS assays were carried out to study cell attachment and proliferation on the 2-D and 3-D scaffolds. Several methods such as confocal, fluorescence and scanning electron microscopy were used to examine the cell response towards the scaffolds.Cell affinities of the samples were observed to change with changing chitosan-gelatin ratio and hydroxyapatite addition into the matrices. XRD and FTIR results confirmed the purity of the hydroxyapatite synthesized. Mechanical test results showed that 2-D and 3-D chitosan-gelatin/hydroxyapatite constructs have similar properties as bones, and in vitro studies demonstrated that the prepared matrices have the potential to serve as scaffold materials in hard tissue engineering applications.
Benzer Tezler
- Fenolik bağlayıcı kullanılarak sentezlenen hidroksiapatit-jelatin kompozit malzemesinin karakterizasyonu ve ilaç salım profilinin incelenmesi
Research on characterization and drug release performance of hydroxyapatite-gelatin composite materials syntheted by using phenolic linker
IRMAK BAŞER GÜMÜŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLHAYAT SAYGILI
- Yara örtücü kitosan-jelatin içerikli biyokompozit film eldesi ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of wound dressing biocomposite films based on chitosan and gelatin
NİGAR YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. İLKNUR KÜÇÜK
- Jelatin-kitosan esaslı polimerik filmlerin hazırlanması ve incelenmesi
Preparation and characterization of gelatin chitosan based polymeric films
FATMA EBRU KOÇ
Doktora
Türkçe
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUBA GÜRKAYNAK ALTINÇEKİÇ
- Bitkisel reçine ve biyoaktif madde içeren biyopolimer esaslı yara örtüsü malzemelerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of biopolymer based wound dressing materials containing herbal resin and bioactive compounds
MELTEM TAŞ KÜÇÜKAYDIN
- Antibakteriyel yeni bir nano-biyokompozit hazırlanması ve yüzey karakterizasyonu
Preparation and surface characterization of a new antibacterial nano-biocomposite
EZGİ TAN