Production of biodegredable and biocompatible polymeric tissue scaffolds with different surface charges and evaluation of cell-scaffold interactions
Farklı yüzey yüklerine sahip biyobozunur ve biyouyumlu polimerik doku iskelelerinin üretimi ve hücre-iskele etkileşiminin değerlendirilmesi
- Tez No: 427948
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. AYLİN ZİYLAN ALBAYRAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Bu tez çalışmasının amacı, doku mühendisliği uygulamaları için farklı yüzey yüklerine sahip biyobozunur, biyouyumlu poli (3-hidroksibutrat-ko-3-hidroksivalerat) (PHBV) nanofiber mat üretmektir. Doku iskeleleri için doğal hücre dışı matris (ECM) yapısındaki fibröz yapıyı taklit etmek önemlidir. Bu çalışmada, doğal ECM morfolojisine benzer nanofiber malzemeler elektro-eğirme tekniği ile üretilmiştir. Hidrofobik özellikli polimerik matris hücre tutunmasına uygun yapıya sahip değildir. Bu nedenle hidrofobik polimer yüzeylerinin plazma yüzey modifikasyon tekniği ile hidrofilik hale getirilmesi önerilmektedir. Tez çalışmasında matris malzemesi olarak, hidrofobik bir polimer olan PHBV kullanılmıştır. Matrisin hidrofilisitesinin arttırmak, ayrıca hücre tutunmasını ve çoğalmasını desteklemek amacıyla radyo frekanslı plazma yüzey modifikasyon tekniği uygulanmıştır. Plazma atmosferi olarak , azot ve oksijen gazları sırasıyla pozitif ve negatif yüzey yükleri oluşturmak için kullanılmıştır. Eğirilmiş PHBV nanofiber matlerin plazma işlemi ile hidrofilikliğinin önemli ölçüde arttığı temas açısı ölçümleri ile doğrulanmıştır. Ancak, plazma ile işlenmiş polimerik matlarin yüzey hidrofilikliğinin sürdürülebilirliği, hidrofobik geri dönüşten dolayı doku iskelesinin uygulanabilirliği açısından temel bir sorundur. Bu sorun, bu çalışmada polar grupların yeniden yönlendirilmesi, plazma işlenmiş PHBV nanofiber matlerin ipek lifi (SF) ile modifikasyonu sonucunda mimize edilmiştir. Biyominerilizasyon sonuçları SF'nin yanı sıra oksijen plazmanın da Ca-P minerallerinin çökme oranını arttırdığını göstermiştir. Elde edilen nanofiber matler arasından özellikle azot plazma işlenmiş ipek lifi ile modifiye (PS/N2) edilmiş mat, SaOS-2 osteoblastik hücre tutunması ve büyümesi için en uygun ortamı sağlamıştır. Bunun yanı sıra, üretilen tüm matler, SaOS-2 hücreleri ve L929 fare fibroblast benzeri hücreleri üzerinde hiç bir sitotoksik etki göstermemiştir. Bu sonuçlar, plazma işlemi ve ipek lifi modifikasyonu uygulanan PHBV nanofiber matlerin kemik doku mühendisliği uygulamaları için yeni polimerik iskeleleri geliştirilmesinde büyük bir potansiyele sahip olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
The aim of this thesis study is to produce biodegradable and biocompatible poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV) nanofiber mats with different surface charges for tissue engineering applications. It is important for a scaffold to mimic fibrous form of the natural extracellular matrix (ECM). In the present study, nanofiber materials with morphologies similar to the native ECM were produced by electrospinning technique. Most polymeric materials are hydrophobic in nature, therefore their surfaces are not favorable for cellular adhesion. In this sense, modification of the hydrophobic surfaces of polymers with plasma surface modification technique is proposed. In this study, hydrophobic PHBV polymer was used as the main matrix. In order to increase the surface hydrophilicity of the PHBV and also improve cell adhesion and proliferation, radio-frequency (RF) plasma surface modification technique was used. The nitrogen and oxygen gases were used as plasma atmosphere to create positive and negative surface charges, respectively. The hydrophilicity of the electrospun PHBV nanofiber mats was significantly increased by the plasma treatment, as confirmed by contact angle measurements. But, the sustainability of surface hydrophilicity of plasma-treated polymeric mats is the main problem for the fabrication of tissue scaffold due to hydrophobic recovery. This problem was minimized by silk fibroin (SF) modification via preventing the reorientation of polar groups. Biomineralization results showed that incorporation of SF as well as oxygen plasma strongly activates the precipitation rate of the Ca-P minerals. Obtained nanofiber mats especially nitrogen plasma-treated and silk fibroin modified (PS/N2) ones provide the most favorable environment for SaOS-2 osteoblastic cell attachment and growth. In addition, the mats showed no noticeable cytotoxic effect on SaOS-2 cell and L929 mouse fibroblast-like cells.These results indicate that the plasma treated and silk fibroin modified PHBV nanofiber mats have great potential in the development of novel polymeric scaffolds for bone tissue engineering applications.
Benzer Tezler
- Doğal protein katkılı biyobozunur polimer doku matrikslerinin geliştirilmesi ve adipoz kök hücreler ile etkileşiminin araştırılması
Evaluation of biodegradable polymeric scaffolds with natural protein and interaction with adipose derived stem cells
NERGİS ZEYNEP RENKLER DEĞİRMENCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyomühendislikYalova ÜniversitesiPolimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. KADRİYE TUZLAKOĞLU
- Biyobozunur polimerik materyaller ve/veya bunların kalsiyum fosfat kompozitlerinin üretimi ve sert doku onarımında kullanımı
Production of biodegradable polymeric materials and/or their calcium phosphate composites and their use in hard tissue repair
HALİL MURAT AYDIN
Doktora
Türkçe
2008
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN PİŞKİN
- Hidroksiapatit/poliakrilik asit kompozit malzeme üretimi ve 5-fluorourasil taşınım performansının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
ESRA KADI
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLHAYAT SAYGILI
- Polivinil alkol (PVA) temelli kriyojel doku iskelelerinin üretilmesi
Production of polyvi nyl alcohol (PVA)based cyrogel scaffolds
SEDA CEYLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Kimya MühendisliğiMersin ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NİMET KARAGÜLLE
- Dondurarak kurutma ve çözücü döküm-parçacık uzaklaştırma tekniği ile PCL bazlı doku iskelesinin karakterizasyonu
Characterization of PCL-based tissue scaffold using freeze drying and solvent casting-particulate leaching
CANAN DURUKAN GÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyomühendislikSakarya ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEDİHA İPEK