Development of clinoptilolite/poly ε-caprolactone -poly ethylene glycol - poly ε-caprolactone triblock copolymer based scaffolds for bone tissue engineering
Kemik doku mühendisliği için klinoptilolit/poli ε-kaprolakton – poli etilen glikol – poli ε-kaprolakton triblok kopolimer tabanlı hücre taşıycılarının geliştirilmesi
- Tez No: 442353
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYŞEN TEZCANER, DOÇ. DR. DİLEK KESKİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 111
Özet
Kemik doku mühendisliği, zarar görmüş kemik dokusunun yenilenmesini sağlamak amacıyla uygulanabilir ürünler dizaynına dayanmaktadır. Kemik doku mühendisliğinde kullanılan bu kolonizasyonu ve gelişimini teşvik etmek amacıyla biyouyumlu ve yüksek oranda birbiriyle bağlantılı gözenekliliğe sahip olmalıdır. Buna ilave olarak, kemik dokusu iskeleleri kemik tarafından uygulanacak sıkıştırmaya karşı mekanik olarak güçlü olmalıdır. İskeleler aynı zamanda biyobozunur olmalıdır ki bu sayede kemik hücrelerinin gelişimi ve mineralizasyonu engellenmeden yeni kemik dokusunun oluşumu sağlanmalıdır. Bu özellikler göz önünde bulundurularak, poli (kaprolakton) - poli (etilen glikol) - poli (kaprolakton) (PCL-PEG-PCL) triblok kopolimer kompozit iskeleleri bir toprak minerali olan klinoptilolit ile üretilerek zarar görmüş bölgedeki kemik gelişimi için gerekli mekanik gücü ve uygun ortamı sağlaması amacıyla tasarlanmıştır. Taşıyıcıların mekanik ve biyolojik özelliklerinin güçlendirilmesi için doğal bir zeolite olan biyoaktif klinoptilolit seramiği seçilmiştir. Yüksek gözenekliliğe sahip olan klinoptilolit/poli(ε-kaprolactone)-poli(etilen glikol)-poli(ε-kaprolactone) (CLN/PCEC) farklı klinoptilolit oranlarını (%10 ve %20) içerek şekilde tekrarlanabilir çözücü içermeyen toz sıkıştırma/parçacık uzaklaştırma metodu ile üretilmiştir. Bu taşıyıcılar %55 ve %76 arasında değişen birbiriyle bağlantılı gözenekliliğe sahip olduğu bulunmuştur CLN/PCEC taşıyıcıları PCEC taşıyıcılarına oranla daha düşük su ile şişme ve 8 haftalık periyotta yok denecek kadar az bozunma göstermiştir. Taşıyıcılara klinoptilolit eklenmesi mekanik özellikleri.nin arttığı gözlenmiştir En yüksek maksimum sıkışma kuvvetine (5.60 MPa) ve sıkışma modülüne (114.84 MPa) %20 klinoptilolit içeren taşıyıcı ile ulaşılmıştır. Aynı zamanda en yüksek protein adzorbasyonuna (0.95 mg/g taşıyıcı) en fazla klinoptilolit içeren taşıyıcı ile ulaşılmıştır. CLN/PCEC hücre taşıyıcıları üstlerine ekilen ve etkileştirilen hücreler ile daha yüksek osteoindüksiyon gösterdikleri ALP, OSP aktivileri ve hücre içi kalsiyum birikimi analizleri ile tespit edilmiştir. Buna ek olarak, insan kökenli fetal osteoblast hücreleri ile yapılan çoğalma analizi esnasında tam oranlı apatit birikimi (Ca/P=1.686) gözlemlenmiştir. Dolayısıyla, CLN/PCEC kompozit hücre taşıyıcılarının kemik yenilenme oranını geliştirme potansiyeline sahip olduğu ve bu yüzden de kemik doku mühendisliğinde kullanılabileceği düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
Bone tissue engineering mainly depends on the feasible substitutes with ability to regenerate damaged bone tissue. One of the applications in which bone tissue engineering mainly focuses on is the production of bone tissue scaffolds. These scaffolds are expected to be biocompatible, highly interconnective and porous to provide a niche for colonizing bone cells. In addition, bone tissue scaffolds should be mechanically strong enough to accommodate compression. Scaffolds should also be biodegradable to encourage bone cell growth and mineralization in order to accomplish bone regeneration at the defect site. Considering the aforementioned, poly (caprolactone) - poly (ethylene glycol) - poly (caprolactone) (PCL-PEG-PCL) triblock copolymer composite scaffolds with clinoptilolite earth mineral were fabricated to provide mechanical strength as well as stable environment for bone tissue growth at the defect site. Clinoptilolite, a natural zeolite, was selected as a bioactive ceramic component for improving tmechanical and biological properties of PCL-PEG-PCL based scaffolds. Highly porous clinoptilolite/poly(ε-caprolactone)-poly(ethylene glycol)-poly(ε-caprolactone) (CLN/PCEC) composite scaffolds with different clinoptilolite contents (10% and 20%) were fabricated with reproducible solvent free powder compression/particulate leaching technique. The scaffolds had interconnective pores and the porosity ranged between 55% to 76%. CLN/PCEC scaffolds showed negligible degradation within 8 weeks and displayed less water uptake and higher bioactivity than PCEC scaffolds. Presence of clinoptilolite improved the mechanical properties. Highest compressive strength (5.60 MPa) and modulus (114.84 MPa) were reached with scaffold group containing 20% CLN. In vitro protein adsorption capacity of these scaffolds (0.95 mg protein/g scaffold) was also higher for CLN/PCEC scaffolds. They also had higher osteoinductivity in terms of enhanced ALP, OSP activities and intracellular calcium deposition of seeded cells. Stoichiometric apatite deposition (Ca/P=1.686) was observed during cell proliferation analysis with human fetal osteoblasts cells. Thus, it can be suggested that CLN/PCEC composite scaffolds could be promising carriers for enhancement of bone regeneration in bone tissue engineering applications.
Benzer Tezler
- Farklı yerleşim sıklığında yetiştirilen etlik piliçlerin rasyonlarına klinoptilolit katılmasının, büyüme performansı, et kalitesi ve ayak tabanı yangısı oluşumu üzerine etkileri
The effect of dietary clinoptilolite supplemention on growth performance, meat quality and footpad dermatitis development in broiler chickens reared under different stocking densities
ERCAN KARAKUZULU
Doktora
Türkçe
2023
Veteriner HekimliğiAydın Adnan Menderes ÜniversitesiHayvan Besleme ve Beslenme Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN CENGİZ
- Determination of apoptotic effects of clinoptilolite on human T lymphocytes
Klinoptilolitin insan T lenfositleri üzerindeki apoptotik etkilerinin belirlenmesi
MEHMET EMİN USLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Biyolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYTEN NALBANT
- Doğal zeolit bazlı geopolimerlerin özellikleri
Properties of natural zeolite based geopolymers
DİDEM GÜNGÖR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Jeoloji MühendisliğiRecep Tayyip Erdoğan ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVGİ ÖZEN KARSLI
- Investigation of the effects of commercial polymer additives on zeolite filled recycled polypropylene composites
Ticari polimerik katkıların zeolit dolgulu geri dönüşüm polipropilen kompozit üzerindeki etkilerinin incelenmesi
HANİFİ AKYURT
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSELİ UYANIK
- Doğal hammadde ve atıklardan alümina-silika esaslı aerojel üretimi
Alumina-silica based aerogel production from natural raw materials and wastes
ÖZGE KILINÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİL TOPLAN
- Toprağın agregasyonu ve bazı fiziksel özellikleri üzerine zeolitin etkileri
Effects of zeolite on soil aggregation and certain physical properties
YELİZ BUDAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
ZiraatAtatürk ÜniversitesiToprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EKREM LÜTFİ AKSAKAL