Geri Dön

Development of synthetic nerve endings for axo-axonal transport and testing as acetylcholine ion pump

Akso-aksonal iletim için sentetik sinir uçları geliştirilmesi ve asetilkolin iyon pompası olarak test edilmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 459555
  2. Yazar: NAZRİN ABDULLAYEVA
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET SANKIR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyomühendislik, Nöroloji, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Bioengineering, Neurology, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 63

Özet

Günümüzde 450 milyondan fazla insan, tedavi edilemeyen nörolojik hastalıklardan küresel olarak muzdarip. Bu hastalıklar, sinir sisteminde bozulmuş elektriksel ve nörokimyasal sinyallerden kaynaklanır. Dünya çapında bu sorunun farkındalığı henüz kazandırılamadı ve bugüne kadar kesin bir tedavi yöntemi bulunamadı. Nörolojik bozukluklarla ilişkili tedavilerin çoğu tıbbi terapi veya elektrik stimülasyonu gibi tedavi yöntemleridir. Bu tedavi yöntemlerinden elde edilen sonuçlar ise maalesef geçici süreliğine etkilidir. Çalışmamızda, bu problemi göz önüne alarak, bir sinir hücresinin işlevini çoğaltan ve sinir sisteminin kusurlu elektrokimyasal iletiminin tamir edilmesine yardımcı olan bir biyomimetik sistemi sunmaktayız. Sinir uyarıları, sinapslar boyunca sinir iletici olarak adlandırılan asetilkolin molekülleri tarafından iletilir. Asetilkolin molekülleri, veziküllerin akson ayağında bulunur. Asetilkolin'in sinaptik yarık içine salınmasından sonra, postsinaptik nöron üzerinde bulunan kolinerjik reseptörlere bağlanır ve postsinaptik hücreler üzerinde uyarılma veya inhibisyona aracılık eder ve bu şekilde sinir sinyalinin taşınmasına neden olur. Grubumuz tarafından geliştirilen sistem, üzerinde PEDOT:PSS bulunan iki elektrot ve yalıtılmış, sadece iyonik taşınmaya izin veren 2 mm'lik aşırı okside bölgeye sahiptir . Esnek yüzeyler üzerinde konjuge polimerlerin (PEDOT:PSS) kaplanmasının kolay ve etkili bir yöntemi kullanılarak, organik biyoelektronik cihazlar için yeni bir tasarım geliştirilmiştir. FTIR ve Raman ölçümleri, PEDOT:PSS elektrotlarını ayıran ve iyonik iletime izin veren elektrokimyasal aşırı oksidasyon bölgesinin başarıyla elde edildiğini göstermiştir. Asetilkolin iyonlarının 4.81x1017 kadarına tekabül eden en yüksek akım yoğunluğunun 54 Scm-1 elektriksel iletkenliği olarak gözlemlenen yaklaşık 41 μAcm-2 idi. Organik elektronik iyon pompası performansları bu denge iletkenlik değerinin çok ötesinde değişmedi. Nafion ™, iyonik iletkenliği arttırmak için uygulandığında ise, denge akım yoğunluğu yaklaşık on kat artmış ve 408 μAcm-2'ye ulaşmıştır. Bu nedenle, OEIP performansının esas olarak iyonik iletkenlik ile ölçeklendiği gösterilmiştir. Yakın gelecekte zahmetsizce seri üretim yapmalarını sağlamak için, organik biyoelektronik üretimi basit bir yöntem önerilmiştir.

Özet (Çeviri)

Currently, more than 450 million people are globally suffering from some types of neurological diseases that can hardly be treated. These diseases are caused by distorted electrical and neurochemical signaling in the nervous system. The awareness of this worldwide problem is not brought in yet and definitive treatment has not been introduced so far. Most of therapies associated with neurological disorders are based on medical treatment such as medical therapy or electric stimulation. However, results are temporary and ineffective. The major effect obtained so far, was to conceal the disease and this was just not enough. In our study, by taking into consideration this problem we are presenting a biomimetic system that duplicates the function of a neural cell and helps to reinstitute the defective electrochemical transport of nervous system. Nerve impulses are communicated across synapses by diffusible molecules called neurotransmitters, of which one is acetylcholine. Acetylcholine molecules are contained in the axon foot inside vesicles. After the release of acetylcholine into the synaptic cleft, it binds to the cholinergic receptors located on the postsynaptic neuron and mediate excitation or inhibition on postsynaptic cells and thus causing the transportation of neural signal. The system developed by our group resembles a two electrode structure with PEDOT:PSS deposited on them and a tiny 2 mm overoxidized region that cuts off electrical conductivity thus allowing only ionic transport. By using an easy and effective method of depositing conjugated polymers (PEDOT:PSS) on flexible substrates, a new design for organic bioelectronic devices has been developed. FTIR and Raman measurements have demonstrated that electrochemical overoxidation region which separates the PEDOT:PSS electrodes and allows ionic conduction has been achieved successfully. The influence of both electrical and ionic conductivities on organic electronic ion pump (OEIP) performances has been studied. The highest equilibrium current density, which corresponds to 4.81x1017 number of ions of acetylcholine was about 41 μA cm-2 observed for the OEIP with the electrical conductivities of 54 Scm-1. The OEIP performances were not changed much beyond this threshold electrical conductivity. Once Nafion™ has been applied for enhancing the ionic conductivity, the equilibrium current density increased about ten times and reached up to 408 μAcm-2. Therefore, it has been demonstrated that the OEIP performance mainly scales with the ionic conductivity. A straightforward method of producing organic bioelectronics is proposed here giving rise to their effortless mass production in the near future.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    856757

    Antibakteriyel özelliklere sahip ve kendi kendini iyileştirebilen yara örtüsü olarak kullanılabilecek polivilin alkol esaslı hidrojellerin geliştirilmesi

    Development of polyvinyl alcohol based hydrogels with antibacterial properties and can be self-heali̇ng used as wound dressings

    NİMET RUMEYSA KARAKUŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    BiyomühendislikSakarya Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MAHMUT ÖZACAR

  2. Tez No

    787376

    Potansiyel kolinesteraz enzim inhibitörü bir grup piridinyum bileşiklerinin sentez ve biyoaktivite çalışması

    Synthesis and bioactivity study of potential cholinesterase enzyme inhibitor a group of pyridinium compounds

    HAYATİ OKUR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Eczacılık ve FarmakolojiEge Üniversitesi

    Farmasötik Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. VİLDAN ALPTÜZÜN

  3. Tez No

    488361

    Design and fabrication of silicone-based composite tissue mimicking phantoms for medical training

    İnsan dokusunu taklit eden silikon-bazlı kompozit fantomların tıp eğitiminde kullanılma amaçlı dizayn ve fabrikasyonu

    BURÇİN GÜL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Mühendislik BilimleriSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ÖZGE AKBULUT

  4. Tez No

    719513

    Nörotoksin analizi için immünassay geliştirilmesi

    Development of immunoassay for neurotoxin analysis

    MERYEM IŞIK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    BiyolojiKocaeli Üniversitesi

    Tıbbi Genetik ve Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NACİ ÇİNE

    DOÇ. DR. SELMA ÖZTÜRK

  5. Tez No

    659034

    Görüntü işlemede derin öğrenme tabanlı süper çözünürlük uygulamaları

    Deep learning based super resolution applications in image processing

    AHENK VURAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ENDER METE EKŞİOĞLU

Geri Dön