Bioactive peptide nanofibers for tissue regeneration
Doku rejenerasyonunda biyoaktif peptit nanofiberler
- Tez No: 414108
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. AYŞE BEGÜM TEKİNAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- 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: 194
Özet
Doku ve organlardaki hastalık ya da travma kaynaklı hasarlar, hastaların yaşam kalitesi üzerinde ciddi etkilere yol açmaktadır. Son 30 yılda, doku mühendisliği ve rejeneratif tıp alanında hasar sonrası doku fonksiyonunun geri kazanılmasına alternatif tedavi yöntemleri bulmak adına önemli gelişmeler kaydedilmiştir. Bu yöntemler, özellikle doku tipine özgü gereksinimlere ve iyileşme sürecine elverişli malzemelerin geliştirilmesine dayanmaktadır. Bu nedenle implante edilecek biyomalzemelerin, biyolojik sistemlerle uyumlu ve doku tamirini gerçekleştirecek önemli sinyalleri iletmeye yetkin olması gerekmektedir. Bu tez çalışmasında, belirtilen gereksinimleri karşılamak için peptit amfifil molekülleri kullanılmış ve tamir sürecini hızlandırırken çevre dokuların bütünlüğünü minimal düzeyde etkileyen yeni nesil biyomalzemeler geliştirilmiştir. Peptit amfifil molekülleri, hücreler arası ortamın komposizyonunu taklit edebilen ve doğal olarak kendiliğinden bir araya gelebilen nanofiber hidrojel yapılardır. Peptit amfifiller aminoasit dizileri içerdikleri için yapılarına, biyouyumlu ortam yaratmak ve yerleşik hücre popülasyonunun sağkalımı ve çoğalmasını arttırmak için biyoaktif sinyaller entegre edilebilir. Bu tez çalışması kapsamında üç uygulama alanı için farklı biyoaktif peptit amfifil hidrojel sistemleri incelenmiştir. İlk bölümde rejeneratif tıp ve doku mühendisliğinin temelleri, bunların hücreler arası ortam ile etkileşimleri ve temelde kullanılan malzemeler hakkında bilgiler verilmiştir. İkinci kısımda, fibronektin ve lamininde bulunan önemli biyoaktif dizileri içeren peptit amfifil moleküllerinin kornea stroma hasarı üzerindeki rejeneratif etkileri tartışılmıştır. Üçüncü kısımda, heparin benzeri peptit hidrojellerin in vitro ortamda pankreatik adacıkların sağkalımı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bununla beraber, peptit jelleri ile birlikte transplante edilen adacıkların bölgesel anjiyogenez yanıtını tetiklediği, kan glikoz seviyesini düşürdüğü ve bu fonksiyonelliği 28 boyunca koruduğu gösterilmiştir. Dördüncü bölüm ise anjiyogenik etkisi olduğu bilinen heparin benzeri peptit amfifil molekülleri uygulamasının, akut yara hasarında düzenli kollajen yapısı oluşturması ve epitelizasyonu hızlandırması üzerinedir. Doku gelişiminde etken biyoaktif sinyalleri taşıyan farklı peptit amfifiller bu iç çalışma içinde geliştirilmiş ve değerlendirilmiştir. Bu malzemelerin kullanımlarının elverişli bir şekilde doku tamiri hızlandırılmasına hizmet ettiği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Defects in the tissues or organs caused by trauma or diseases can have detrimental effects on all aspects of patients' life quality. During the last three decades, considerable developments have been made in tissue engineering and regenerative medicine in order to find alternative treatment methods to recover tissue function after injury. These methods are based on the development of materials that are uniquely suited to the specific requirements of the tissue type and the repair process itself. Consequently, the implanted biomaterial must be compatible with biological systems and capable of delivering the signals necessary to facilitate tissue repair. In the present thesis, peptide amphiphile molecules were used to meet these requirements and develop next-generation biomaterials that are able to enhance the repair process while minimally affecting the integrity of surrounding tissues. Peptide amphiphiles are molecules that naturally self-assemble into nanofibrous hydrogel structures that closely emulate the composition of the extracellular matrix. As peptide amphiphiles contain amino acid sequences, bioactive signals can also be integrated into their structure to create a biocompatible environment and enhance the survival and proliferation of the resident cell population. In the scope of the present thesis, peptide amphiphile systems were utilized in three distinct applications. The first chapter covers the fundamentals of regenerative medicine and tissue engineering, the interactions between biomaterials and cells and extracellular materials, and the materials that are commonly used for these applications. The second chapter details the use of fibronectin- and laminin-derived peptide amphiphiles for the regeneration of corneal injuries. The third chapter investigates the ability of heparin-mimetic peptide hydrogels to facilitate the survival of pancreatic islets in vitro and demonstrates that islets transplanted in tandem with peptide gels trigger a local angiogenic response, decrease blood glucose levels and retain these functionalities even after 28 days of observation. The fourth chapter concerns the application of heparin-mimetic peptide amphiphile molecules for the recovery of acute wound injuries through the establishment of a well-ordered collagen matrix and the enhancement of the re-epithelialization process. Distinct peptide amphiphiles bearing bioactive signals conductive to tissue development were developed and utilized in all three studies, and the use of these materials has been demonstrated to serve as an adequate means of enhancing tissue repair.
Benzer Tezler
- Bioactive peptide nanofibers for bone tissue regeneration
Biyoaktif peptit nanofiberlerin kemik rejenerasyonu için kullanılması
GÜLİSTAN TANSIK
Doktora
İngilizce
2017
Biyolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYŞE BEGÜM TEKİNAY
PROF. MUSTAFA ÖZGÜR GÜLER
- Investigation of the effects of bioactive peptide nanofibers on acute muscle injury regeneration
Biyoaktif peptit nanofiberlerin akut kas hasarı üzerindeki etkilerinin incelenmesi
ÇAĞLA EREN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Biyomühendislikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYŞE BEGÜM TEKİNAY
- Programming microenvironmental signals with bioactive peptide amphipiles for skeletal and cardiac myogenesis
Biyoaktif peptit amfifiller ile çizgili kas ve kalp kası oluşumu için mikroçevresel sinyalleri programlama
İMMİHAN CEREN GARİP
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Biyomühendislikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYŞE BEGÜM TEKİNAY
- Bioactive glycopeptide nanofibers for tissue regeneration applications
Biyoaktif glikopeptit nanofiberlerin doku rejenerasyonu uygulamaları
ÖZÜM ŞEHNAZ ÇALIŞKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Biyoteknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. MUSTAFA ÖZGÜR GÜLER
YRD. DOÇ. AYŞE BEGÜM TEKİNAY
- Development and characterization of peptide nanofibers for cartilage regeneration
Kıkırdak rejenerasyonu için peptit nanofiberlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
SEHER YAYLACI
Doktora
İngilizce
2015
Biyomühendislikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYŞE BEGÜM TEKİNAY
DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZGÜR GÜLER