Multiwalled carbon nanotube-poly (2-hydroxyethyl methacrylate) composite conduit for peripheral nerve repair
Periferal sinir yaralanmalarının tamiri için çok duvarlı karbon nanotüp yüklü poli(2-hidroksietil metakrilat) kanal tasarımı
- Tez No: 304942
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜRER BUDAK, PROF. DR. VASIF HASIRCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 116
Özet
Periferik sinir yaralanmalarının cerrahi tedavisinde değişik yöntemler uygulanmaktadır. Bu kapsamda, mümkün olan en erken dönemde zarar görmüş olan sinirin iki ucu cerrahi olarak uç uca birleştirme yöntemiyle dikilmekte ya da otolog sinir nakli yöntemi ile onarılmaya çalışılmaktadır. Otolog doku nakli konusunda genelde kısa ya da küçük sinir yaralanmalarında kullanılan medikal malzemeler bulunmaktadır. Bu sorunun çözümü amacıyla doku mühendisliği kapsamında değişik tipte sinir kanalları geliştirilmektedir.Bu çalışmada tübüler kanalları temsil etmek üzere pHEMA hidrojel membranlar geliştirilmiş ve elektriksel iletkenliği sağlayabilmek için kanal yüzeyine % 1-6 (w/w) oranlarında çok duvarlı karbon nanotüpler (KNT) yerleştirilmiştir. KNT'lerin bu tip periferik sinir tedavisi çalışmalarında tercih edilmesinin en önemli nedeni iletken olmalarıdır. Çalışma kapsamında, membranların şişme dereceleri, temas açıları, elektrik iletkenlikleri ve mekanik özellikleri incelenmiştir. KNT miktarı arttıkça yüksek hidrofobikliği gösteren temas açıları ve elektrik iletkenlikler artmaktadır. KNT-pHEMA kompozit zarlar üzerine uygulanan çekme-gerilme deneyi, bu kompozit zarların yumuşak dokularda görülen viskoelastik yapıya benzer olduğunu göstermiştir. KNT içeren pHEMA kompozit zarların yapısı SEM, CSLM ve mikroCT gibi farklı mikroskopik tekniklerle incelenmiştir. Hidrojel üzerindeki KNT'ler morfolojik açıdan kullanım öncesi hallerine çok benzemektedirler. SEM fotoğrafları aynı zamanda karbon nanotüplerin hidrojel yüzeyinde kümelendiklerini göstermiştir. Bu KNT'ler kanal yüzeyine gömülü oldukları için ortama KNT kaçışı ve buna bağlı bir sitotoksik etki gözlenmemiştir. PHEMA hidrojelleri hücre beslenme ve büyümesi için gerekli olan madde, elektrolit ve gaz elişverişine olanak sağlayan gözenekli bir yapıya sahiptir.Çalışmanın in vitro kısmında, membranlara sürdürülebilirlik ve hücre büyümesi üzerine etkilerinin araştırılması için, SHSY5Y nöroblastom hücreleri ekilmiştir. Hücreleri elektriksel olarak uyarmak amacıyla zarlar üzerine 1 ve 2 V elektrik potansiyeli uygulanmıştır. Mikroskopik değerlendirme için SEM ve CSLM yöntemleri, canlılık testi için ise MTT yöntemi kullanılmıştır. SHSY5Y nöroblastom hücrelerinin hem hidrojel hem de kompozit zar yüzeylerine tutundukları ve çoğaldıkları görülmüştür. Ancak elektrik potansiyel uygulandığında KNT içermeyen pHEMA zarların yüzeyine tutunmuş nöroblastomların canlılıklarını sürdüremedikleri gözlenmiştir.Sonuç olarak, geliştirilen kompozit zarlar, periferik sinir yaralanmalarının tedavisinde, sinir kanalı olarak kullanıma uygun gözükmektedir. Ancak deneyler sırasında uygulanan elektriksel potansiyeli beklenenin aksine, hücrelerin yönlenmesine yardımcı olmamıştır. Bu da göstermektedir ki potansiyel ve akım ugygulama metodunun istenen sonuçları elde etmek için optimize edilmesine ihtiyaç vardır.
Özet (Çeviri)
There are different methods used in the surgical treatment of peripheral nerve injury. In this respect, end-to-end surgical reconnection of the damaged nerve ends or autologous nerve grafts are applied as soon as possible after the injury. When autologous tissue transplant is considered, there are some medical devices available generally for relatively short nerve defects. As a solution for this problem, different tissue engineered nerve conduits have been developed.In the current study, a pHEMA hydrogel membranes were designed to mimic the tubular conduits and they were loaded with 1-6% (w/w) multiwalled carbon nanotubes (mwCNTs) to obtain electrical conductivity. The most important reason for the use of CNTs in peripheral nerve injury is their electrical conductivity. Within the context of the study, the degree of swelling, contact angles, electrical conductivity and mechanical properties of the membranes were analyzed. As the amount of mwCNTs were increased, the contact angles, indicating higher hydrophobicity and the electrical conductivity increased. The tensile test of the mwCNT-pHEMA composite membranes showed that the membranes have viscoelastic structure similar to the structure of the soft tissues. The structure of the mwCNT containing pHEMA composite membranes were analyzed with different microscopical techniques such as SEM, CSLM and microCT. MwCNTs on the hydrogels were morphologically similar to the original. SEM micrographs also showed that the mwCNTs were grouped in clumps on hydrogel surfaces. No mwCNT leaching was observed because the mwCNTs were embedded in the hydrogel, therefore, no cytotoxic effect was observed. The pHEMA hydrogels were porous which is suitable for transportation of materials, electrolytes and gas needed for cell nutrition and growth.In the in vitro studies, SHSY5Y neuroblastoma cells were seeded on the membranes to determine the sustainability and effects of the membranes on the cell growth. Electrical potential of 1 and 2 V were used to stimulate the cells. Microscopical examination with SEM and CSLM, and MTT viability assay were used. The SHSY5Y neuroblastoma cells were attached and proliferated on both the composite and the hydrogel membranes. The cells on pHEMA membranes without mwCNTs, however, were not able to survive after application of electrical potential.As a conclusion, use of composite membranes in the treatment of peripheral nerve injury as a nerve conduit is appropriate. Electrical stimulation, however, did not induce the cells to align in contrast to the expected results, indicating potential and current application regime needs to be optimized to obtain the desired results.
Benzer Tezler
- Kopolimer/karbon nanotüp kompozitlerinin sentezi, karakterizasyonu ve dielektrik özelliklerinin incelenmesi
Synthesis, characterization and investigation of dielectric properties of copolymer / carbon nanotube composites
İLKNUR YIRTAR DÜŞÜKCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Polimer Bilim ve TeknolojisiFırat ÜniversitesiFizikokimya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET FATİH COŞKUN
- Karbon nanotüp takviyeli polimer nanokompozit geliştirilmesi
Development of polymer nanocomposite reinforced multiwalled carbon nanotube
FİGEN ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSEL DİLSİZ
- Bisfenol A'nın tereftalik ve izoftalik asit kopoliesteri ile poli(2,6-dimetil-1,4-fenilen oksit)'in ve karışımlarının çeşitli yöntemlerle incelenmesi
An investigation of a copolyester of bisphenol-A with terepthalic acids and poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) and their mixtures by various methods
DOLUNAY ŞAKAR
- Kemik doku mühendisliğine yönelik çok katmanlı karbon nanotüp katkılı poli (laktik asit) / polivinilpirolidon biyokompozit nanofiberlerin sentezlenmesi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of multiwalled carbon nanotube reinforced poly (lactic acid) / polyvinylpyrrolidone biocomposite nanofibers for bone tissue engineering
YUNUS EMRE BÜLBÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSEL DİLSİZ
- Investigation of electrical and thermal properties of aminated poly (vinyl chloride)-oxidized multiwalled carbon nanotube composites
Aminlenmiş poli (vinil klorür)- oksitlenmiş çok duvarlı karbon nanotüp kompozitlerinin elektrik ve termal ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
HASSAN HARUNA
