Geri Dön

Doku mühendisliğinde kullanılmak üzere metalik ve biyojenik nanopartiküllerin somatik ve kök hücreler üzerindeki etkisinin incelenmesi

Investigation of the effect of metallic and biogenic nanoparticles on somatic and stem cells for the purpose of using for bioengineering applications

PDF İndir

  1. Tez No: 444721
  2. Yazar: SERAP YEŞİLKIR BAYDAR
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. MALAHAT BAGHIROVA
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 180

Özet

Kök hücreler ve nanoteknoloji son yılların en önemli çalışma alanları arasında yer almaktadır. İntradisipliner faaliyetler gerektiren ve böylece hızla gelişen bu bilim dalları birleşerek kök hücre nanoteknolojisi adı altında yeni bir çalışma alanı doğurmuştur. Bulundukları doku ve organların devamlılığını sağlayan kök hücreler rejeneratif tıp ve doku mühendisliğinde son derece önemli role sahipken, nano boyutta yapılar da çeşitli endüstriyel ve medikal alanlara ek olarak özellikle son yıllarda doku mühendisliğinde de giderek daha çok önem kazanmaktadır. Kök hücre nanoteknolojisinde gelişmeler yaşanırken yapılan çalışmalar da nanopartiküllerin yaygın kullanımı çeşitli tartışmalara neden olmaktadır. Nanopartiküllerin solunum, sindirim, intravenöz ve subkütanöz yollar ve dermal kontakt vasıtası ile insan vücuduna girişi endişelere neden olmaktadır. Bu nedenle normal hücre hatları ve özellikle kök hücrelerin nanopartiküller ile etkileşimin incelenmesi oldukça önemlidir. Diğer taraftan günümüzde büyük oranda kimyasal yöntemler ile sentezlenen nanopartiküllerin güvenli sentez yöntemleri ile elde edilmesi amacı ile biyojenik yöntemler de geliştirilmeye başlanmıştır. Biyojenik yöntemler ile sentezlenen nanopartiküllerin normal hücre hatları ve kök hücreler üzerindeki etkileri belirsizdir. Buna göre de bu çalışmanın amacı ilk kez olarak çeşitli fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip kimyasal ve biyojenik nanopartiküllerin (TiO2, Ag, TiO2@Ag) normal hücre hatları (L929 ve J774) ve insan adipoz dokusundan elde edilmiş mezenkimal kök hücreler (ADMKH) üzerindeki etkisinin kıyaslamalı olarak incelenmesi, incelenen nanopartiküllerin kök hücrelerin farklılaşmasına etkisinin belirlenmesi ve elde edilen sonuçların doku mühendisliği ve rejeneratif tıpta kullanılmak üzere önerilmesi olmuştur. Bu amaçla tez kapsamında kültür çalışmaları Yıldız Teknik Üniversitesi Biyomühendislik Bölümü Hücre Kültürü ve Doku Mühendisliği Laboratuvarımızda gerçekleştirilmiştir. Hücre kültür çalışmalarında somatik hücre (L929 ve J774) ve adipoz dokudan elde edilen mezenkimal kök hücreler (ADMKH) kullanılmıştır. Hücreler laboratuvarımızda bulunan kriyobanktan çıkarılmış, kültür ortamına adaptasyonu sağlanmış, devamlı kültürü elde edilmiş ve kriyoprezervasyonu gerçekleştirildi. Deneylerde aynı zamanda metalik ve biyojenik nanopartiküller kullanıldı. Metalik nanopartiküller (TiO2, Ag ve TiO2@Ag) YTÜ Malzeme Mühendisliği Bölümü'nde sentezlenerek temin edilmiştir. İlk kez olarak Teucrium stocsianum Bioss bitkisi ekstraktı ile TiO2, Ag ve TiO2@Ag NP'leri ise laboratuvarımızda bitki bazlı olarak sentezlendi. Her iki gruptaki nanopartiküllerin karakterizasyonları YTÜ Merkez Laboratuvarı ve Biyomühendislik Bölümü'müzün Laboratuvarları'nda gerçekleştirilmiştir. Nanopartiküllerin somatik ve adipoz dokudan elde edilen mezenkimal kök hücrelerüzerindeki sitotoksisite çalışmaları hücrelerin mitokondriyal etkinliklerinin belirlenmesi amacı ile MTT (3-(4,5-dimetilthiazol-2-yl)-2,5-difeniltetrazolyum bromid) yöntemi ile spektrofotometrik olarak belirlendi. Diğer taraftan metalik ve biyojenik nanopartiküllerin adipoz dokudan elde edilen mezenkimal kök hücrelerin adipojenik ve osteojenik farklılaşmalarına etkileri incelendi. Deneyler en az üç kere tekrar edilmiş ve GraphPad Prism 5 programı ile istatistiksel analizler yapılmıştır. Varyansların homojenitesi ANOVA one-way varyansı ile belirlenmiş, p

Özet (Çeviri)

Stem cells and nanotechnology are one of the most important research topics of the late years. These research fields require interdisciplinary cooperation, therefore have developed quickly to generate a new research field called stem cell nanotechnology. Stem cells have secured an important place in regenerative medicine and tissue engineering as they provide persistence to the tissues and organs from which they originate, whereas nanoscale structures have recently become prominent in tissue engineering, as well as various industrial and medical areas. While developments are made in stem cell nanotechnology, studies on extensive use of nanoparticles cause controversy. Internalization of the nanoparticles into human body through respiration, digestion, intra- and subcutaneous injection or dermal contact raise concern. Therefore, investigation of nanoparticle interaction between normal cell lines, especially stem cells, is extremely important. On the other hand, safe biogenic techniques to produce nanoparticles, instead of commonly used chemical synthesis techniques are being developed. The influence of nanoparticles produced by these biogenic techniques on normal cell lines and stem cells are unclear. Hereunder, the purpose of this study is to investigate and compare the effects of chemically produced and biogenic nanoparticles with different physical and chemical properties (TiO2, Ag, TiO2@Ag) on normal cell lines (L929 and J774) and human adipose-derived mesenchymal stem cells (hADMSC), to investigate the effect of these nanoparticles on the differentiation of stem cells and to refer to these information to guide their use in tissue engineering and regenerative medicine. For this purpose, L929 and J774 cell lines were obtained from the cryobank in Yıldız Technical University Department of Bioengineering, Tissue Engineering and Cell Culture laboratory and the sustained culture of the cells were provided. Mesenchymal stem cells were obtained from cryobank and thawed, cell culture adaptation, continuous culture and cryopreservation of the cells were done. Additionally, chemically produced TiO2, Ag ve TiO2@Ag nanoparticles were obtained from YTU Department of Material Engineering. In Tissue Engineering Laboratory, green nanoparticles were produced from these nanoparticles using vegetative techniques. All nanoparticles were analyzed with characterization studies in YTU Central Laboratory and YTU Department of Bioengineering Laboratory. Cytotoxicity studies in the 1-100 µg/mL range of nanoparticles on the cells obtained were done. Using the physiological concentration of nanoparticles in the 1-100 µg/mL range, their effect on cell proliferation was investigated and compared. Additionally, adipogenic and osteogenic differentiation of stem cells were provided at concentrations affecting proliferation. Differentiation potential of stem cells were microscopically tracked, suitable incubation periods were determined and at the end of these periods differentiation rate and morphologies of the cells under culture were analyzed. The experiments were repeated at least three times and statistical analyses were done using GraphPad Prism 5 software. Homogeneity of the variants were determined with ANOVA one-way variant and a p-value less than 0.005 (p>0.005) is taken as statistically significant. According to the results, the effect of nanoparticles on cells depend on the type, size, surface charge, synthesis technique of the nanoparticles and the type of the cells. For this reason, the toxicity effects of nanoparticles on different cell lines must be determined and the sensitivity of the cell lines for these nanoparticles must be compared with each other. Stem cell model studies should also be done to consider the effects of nanoparticles on stem cells. Therefore, it is concluded that the nanoparticles produced with the most suitable synthesis technique should be used in tissue engineering studies considering the cellular effects of newly synthesized nanoparticles.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    637210

    Design of electrospun cardiovascular bypass graft using derivative of poly (Alkylene terephthalate)

    Poli (Alkilen tereftalat) türevi kullanılarak elektro eğrilmiş kardiyovasküler baypas greft tasarımı

    BERNA ŞENSU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALE KARAKAŞ

  2. Tez No

    649073

    Nanocomposite scaffolds containing metal nanoparticles

    Metal nanotanecik içeren nanokompozit yapı iskeleleri

    AYŞEN AKTÜRK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER

    PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN

  3. Tez No

    216173

    Süpergözenekli, IPN/yarı-IPN hidrojellerin sentezi ve hücre kültürlerinde kullanımı

    Synthesis of superporous, IPN/semi-IPN hydrogels and their usability in cell cultures

    TUĞRUL TOLGA DEMİRTAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    BiyomühendislikHacettepe Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU

  4. Tez No

    611378

    Kıkırdak doku mühendisliğinde kullanılmak üzere nanokompozit hidrojelin sentezlenmesi ve in vitro denemeleri

    Nanocomposite hydrogel synthesis for cartilage tissue engineering along with in vitro studies

    PINAR TULUM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    BiyomühendislikEge Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZLEM YEŞİL ÇELİKTAŞ

  5. Tez No

    812383

    Nöral doku mühendisliğinde kullanılmak üzere iletken, kendi kendini onarabilen, enjekte edilebilir hidrojel doku iskeleleri

    Conductive, self-healing, injectable hydrogel tissue scaffolds for use in neural tissue engineering

    GÜLŞAH TORKAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Biyomühendislikİstinye Üniversitesi

    Kök Hücre ve Doku Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYÇA BAL ÖZTÜRK

Geri Dön