Self-assembled peptide based biomaterials for drug delivery and regenerative medicine
Moleküler kontrollü bir araya gelme yöntemiyle oluşturulan peptit bazlı biyomalzemelerin ilaç taşınımı ve rejeneratif tıp alanlarında uygulamaları
- Tez No: 426864
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZGÜR GÜLER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyokimya, Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Biochemistry, Bioengineering, 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: 246
Özet
Moleküler kontrollü kendiliğinden bir araya gelme, farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip yeni nesil malzemelerin üretilmesinde kullanılan doğadan esinlenerek geliştirilmiş bir yöntemdir. Günümüzde bu malzemeleri oluşturan moleküler düzeyde kontrol edilebilir yapı taşları; kimya, biyoloji ve malzeme bilimi gibi farklı bilimsel disiplinlerin ortak yaklaşımlarıyla geliştirilmektedir. Doğada bulunan yapı taşları içerisinde, peptit molekülleri kendilerini oluşturan amino asitler arasındaki kovalent olmayan etkileşimler yardımıyla programlanarak; dinamik ve çevresel etkilere duyarlı çeşitli biyomalzemelerin nano veya makro düzeydeki inşasında kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, doğadaki akıllı tasarımlardan esinlenerek geliştirilmiş kendiliğinden bir araya gelerek elde edilen peptit tabanlı farklı biyomalzemelerin üretilmesi, malzeme özelliklerinin belirlenmesi ve farklı biyomedikal alanlardaki uygulamaları sunulmuştur. İlk kısımda, moleküler kontrollü bir araya gelme prensipleri, bu özelliğe sahip peptit tabanlı yapı tasarım stratejileri ve bu yapıların oluşturdukları malzemeler için kullanılan yeni nesil karakterizasyon yöntemleri literatürdeki örnekler ışığında tartışılmıştır. İkinci kısımda, nörodejeneratif hastalıklara sebep olan amiloid peptit yapılarından esinlenerek tasarlanan peptit moleküllerinin kendiliğinden bir araya gelme davranışları, fizyolojik koşullarda oluşturdukları nanofiber ve supramoleküler jellerin malzeme özellikleri ve biyouyumlulukları incelenmiştir. Üçüncü bölümde, kemoterapötik ilaçların lokal bölgelere taşınımı hedefleyen supramoleküler peptit amfifil nanofiber jellerin geliştirilmesi, kontrollü ilaç salım davranışları ve ilaç taşıma sistemi olarak uygulanabilirliği in vitro ve in vivo koşullarda incelenmiştir. Dördüncü kısımda, peptit amfifil ağsı nanofiberleri ve kimyasal çapraz bağlanmış PEG ikili yapı iskelesi içeren biyoaktif doğal ekstraselüler matriks benzeri biyomalzemelerin, kompozit malzeme stratejisi kullanılarak geliştirilmesi incelenmiştir. Hücre-biyomalzeme etkileşimleri ve rejeneratif tıp alanında uygulaması, 2 ve 3 boyutlu in vitro hücre kültür ortamında test edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Self-assembly is a nature inspired novel engineering tool to build functional new generation of adaptable and complex biomaterials with variety of chemical and physical properties based on recent discoveries at the interface of chemistry, biology and materials science. Within self-assembling building blocks, peptides consisting natural amino acids and possibilities to integrate other molecules via synthetic approaches are intriguing biomacromolecules to obtain dynamic architectures at both nano and bulk scales for biomedical applications. In this thesis, the development of novel biomaterials through molecular self-assembly of the biomimetic peptides, bioactive peptide amphiphiles and their composite architectures with polymeric system for biomedical applications were presented. In the first chapter, the concept of self-assembly, design principles of the self-assembling peptide based building blocks and advanced characterization techniques for these materials were discussed to provide general perspective on the field. The applications of peptide based biomaterials with an emphasis on the drug delivery and regenerative medicine purposes were also highlighted in this part. In the second chapter, amyloid inspired self-assembling peptides and their supramolecular assemblies were presented in the context of developing nature-inspired biocompatible and mechanically stable supramolecular peptide based biomaterials. In the third chapter, supramolecular PA nanofiber gels which can form supramolecular nanofibrous networks at physiological conditions and encapsulate chemotherapeutics with high efficacy were examined as controlled local drug delivery system at both in vitro and in vivo conditions. In the fourth chapter, the facile fabrication strategy to create a novel self-assembled peptide amphiphile (PA) nanofibers and PEG composite hydrogel system as synthetic ECM analogues was discussed. It was showed that the synergistic combination of different classes of materials provide us new opportunities to develop biomaterials with independently tunable biochemical, mechanical and physical properties.
Benzer Tezler
- Bioinspired materials for regenerative medicine and drug delivery applications
Biyoesinlenilmiş malzemelerin rejeneratif tıp ve ilaç taşınımı alanlarında uygulamaları
SEREN HAMSICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Biyomühendislikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYŞE BEGÜM TEKİNAY
- Biomedical applications of peptide nanostructures
Peptit nanoyapıların biyomedikal uygulamaları
MELİS ŞARDAN EKİZ
Doktora
İngilizce
2016
Biyokimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZGÜR GÜLER
- L-Laktik asit, glikolik asit ve 2,2-bis(hidroksimetil propionik asit) içeren terpolimerlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of poly (L-lactic acid/glycolic acid/2,2'-bis (hydroxymethyl propionic acid)) terpolymers
ESİN ÖZALTIN
- Buhar fazı biriktirme yaklaşımı ile peptit temelli 3-boyutlu yapıların üretimi
Production of peptide-based 3-D structure with physical vapor deposition method
VAFA SAHIBBAYLI
- Nano-biotechnological application of inorganic binding proteins
İnorganiklere özgün bağlanan peptidlerin nano-biyoteknolojik uygulamalari
SİBEL ÇETİNEL
Doktora
İngilizce
2012
Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CANDAN TAMERLER
PROF. DR. MEHMET SARIKAYA
