Characterization and corneal tissue engineering application of peptide amphiphiles
Peptit amfifillerin karakterizasyonu ve kornea doku mühendisliği uygulaması
- Tez No: 312860
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZGÜR GÜLER, YRD. DOÇ. DR. AYŞE BEGÜM TEKİNAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Kendiliğinden düzenlenme, hidrojen bağı, hidrofobik, elektrostatik etkileşimler, metal bağı, ?-? ve van der Waals bağı gibi bağları kullanarak yeni nano yapıların geliştirilmesinde faydalı bir yöntem olarak uygulanmaktadır. Hidrojen bağı ve hidrofobik ve elektrostatik etkileşimler peptit amfifil moleküllerinin kendiliğinden düzenlenme yoluyla nano fiberler yapmalarını tetiklemektedir. Nano fiberler birbirleri ile etkileşimleri sonucunda üç boyutlu bir ağ oluşturarak jel yapabilmektedirler. Peptit amfifil jellerinin konsantrasyona ve sıcaklığa bağlı mekanik ve yapısal ölçümleri, jel sertliğinin fiberler arası etkileşimlere ve fiberlerin kendi mekanik özelliklerine bağlı olduğunu göstermektedir.Peptit amfifil molekülleri doğal hücrelerarası matrisi taklit ederek rejeneratif tıp çalışmaları için kullanışlı bir model sunmaktadır. Hücrelerarası ortamın mekanik özellikleri hücrelerin çoğalmasında, yüzeye yapışmasında ve farklılaşmasında önem arz etmektedir. Kendiliğinden düzenlenme metodu ile oluşturulan jellerin viskoelastik özelliklerinin sebeplerinin bilinmesi gerekli sertlikte yeni malzemelerin geliştirilmesinde fayda sağlayacaktır.Bu çalışmada peptit amfifil moleküllerinin rejeneratif tıp çalışmalarında kullanımı için model olarak kornea stromasının rejenerasyonu çalışılmıştır. Kornea stroması kollajen fiber dizilerinin sıkı bir şekilde düzenlenmesi ile oluşmuş olup kornea fibroblastları için sert bir ortam oluşturmaktadırlar. Kendiliğinden düzenlenen peptit amfifil molekülleri tarafından oluşturulan nano yapıların mekanik özelliklerinin ayarlanabilir olmaları kornea stroma doku yenilenmesi gibi doku mühendisliği ve rejeneratif tıp çalışmaları için önem arz etmektedir. Keratokonus, enfeksiyonlar veya travmalar sebebiyle korneal stromanın incelmesi korneanın mercek görevini yapmasına engel olabilmektedir. Stromanın kısıtlı miktarda kendini yenileme özelliği sebebiyle, kornea stromasının incelmesi kornea nakli ile çözülmektedir. Hâlbuki enfeksiyon riski ve lazer ile yapılan kornea ameliyatları zaten yetersiz miktardaki nakil için kullanıma uygun kornea sayısını ciddi anlamda azaltmaktadır.Bu tezde, kendiliğinden düzenlenme ile peptit amfifil moleküllerince oluşturulan nano yapıların mekanik özellikleri nano ve mikro düzeyde incelenmiştir. Sonuç olarak peptit amfifil molekülleri tarafından oluşturulan jellerin sertliklerinde görülen değişikliklerin fiberler arası etkileşimlerin farklı olmasından kaynaklandığı bulunmuştur. Bunun yanında, kornea stroma dokusunun kendini yenilemesi ve kalınlaşması için enjekte edilebilen, biyoaktif, biyouyumlu ve biyobozunur bir malzeme geliştirilmiştir. Geliştirilen malzemenin kornea fibroblastlarının canlılıklarını ve çoğalma miktarlarını arttırdığı gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Molecular self-assembly is a powerful technique for developing novel nanostructures by using non-covalent interactions such as hydrogen bonding, hydrophobic, electrostatic, metal-ligand, ?-? and van der Waals interactions. Hydrogen bonding, hydrophobic and electrostatic interactions promote self-assembly of peptide amphiphile molecules into nanofibers. Bundles of nanofibers form a three-dimensional network resulting in gel formation. Concentration and temperature dependent measurements of gel stiffness suggest that the mechanical properties of the gels are determined by a number of factors including the interfiber interactions and mechanical properties of individual nanofibers. Peptide amphiphile molecules provide a convenient model as extracellular matrix mimetic systems for regenerative medicine studies. Since the substrate stiffness is crucial for cellular behaviours such as proliferation, adhesion and differentiation, understanding the mechanisms behind the viscoelastic properties of the gels formed by self-assembling molecules can lead to development of new materials with controlled stiffness.In this study, regeneration of the corneal stroma was used as a model system for utilization of peptide amphiphile molecules in regenerative medicine studies. Corneal stroma is constituted by collagen fiber arrays that are closely packed forming a stiff environment for corneal fibroblasts. The tunability of mechanical properties of self-assembled peptide amphiphile nanostructures was aimed to be utilized in corneal stroma regeneration. Thinning of the corneal stroma is a debilitating problem that can be caused by diseases like keratoconus, infections or accidents. Since corneal stroma has a restricted regenerative capacity, thinning of stroma is usually treated with cornea transplantation, which is limited by the number of donors.In this thesis, I studied mechanical properties of self-assembled peptide amphiphile nanostructures in nanometer and micrometer scale. I found that the divergence in gel stiffness may arise from the difference of strength of interfiber bonds. An injectable, biocompatible, biodegradable and bioactive system that can be used for thickening the corneal stroma was developed. This system that is composed of nanofibers was observed to enhance viability and proliferation of keratocytes in vitro.
Benzer Tezler
- 3D printed, cell carrying gelma hydrogels in corneal stroma engineering
3B basılı hücre taşıyan gelma hidrojelleri ile kornea stroma mühendisliği
CEMİLE BEKTAŞ
Doktora
İngilizce
2018
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI
PROF. DR. AYŞE BURCU
- Design, fabrication, and characterization of corneal patches for tissue engineering application
Doku mühendisliği uygulaması için kornea yamalarının tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu
ELİF İLHAN
Doktora
İngilizce
2023
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAİK NÜZHET OKTAR
PROF. DR. OĞUZHAN GÜNDÜZ
- Kornea doku mühendisliği için hibrit biyomateryal geliştirilmesi
Development of a hybrid biomateral for corneal tissue engineering
MERVE UYANIKLAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİL MURAT AYDIN
- Development of corneal tissue substitutes
Korneal doku tabakalarının geliştirilmesi
SEVİLAY BURCU ŞAHİN YILDIZ
Doktora
İngilizce
2024
BiyomühendislikSabancı ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SİBEL ÇETİNEL
DOÇ. DR. ÖZLEM KUTLU
PROF. DR. GAMZE KÖSE
- Limbal doku türevli hücrelerin ın vitro çoğaltılmasında doku iskelesi olarak fonksiyonelleştirilmiş kollajen film kullanımının değerlendirilmesi
Evaluation of functionalised collagen film as A scaffold for in vitro expansion of limbal tissue-derived cells
MEHMET GÜRDAL