Geri Dön

Doku mühendisliği uygulamalarında kullanılmak üzere grafen oksit temelli polimerik nanofibröz doku iskelelerinin geliştirilmesi ve karakterizasyonu

Development and characterization of graphene oxide based polymeric nanofibrous tissue scaffolds for tissue engineering applications

PDF İndir

  1. Tez No: 542762
  2. Yazar: RUMEYSA HİLAL ÇELİK
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT KAZANCİ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Mühendislik Bilimleri, Bioengineering, Biotechnology, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Graphene, graphene oxide, nanotechnology, tissue engineering, electrospinning, low molecular weight poly(Ɛ-caprolactone), nanofiber, biodegradation
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Medeniyet Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 91

Özet

Richard Feynman'ın 1960 yılında yayınlanan“There's Plenty of Room at the Bottom”isimli konuşması başlangıç noktası kabul edilen nanoteknoloji sayesinde yığın materyallere kıyasla çok daha gelişmiş özelliklere sahip malzemeler üretilebilmektedir. Nanoskala olarak adlandırılan 1-100 nanometre aralığında yer alan nanomateryaller artan yüzey alanı/hacim oranı sayesinde yüksek elektriksel iletkenlik, yüksek mekanik ve termal dayanım gibi özellikler göstermektedir. Fiziksel, kimyasal, elektriksel, mekanik ve optik özellikleri yığın materyallerden çok daha farklı olan nanomalzemeler canlı organizmalarla etkileşime girdiğinde hücresel davranışları da etkilemektedir. Günümüzde, özellikle doku mühendisliğinin temel bileşenlerinden olan doku iskelelerinin üretiminde veya fonksiyonelleştirilmesinde nanoteknolojiden sıklıkla faydalanılmaktadır. Ekstrasellüler matriksi taklit etmek amacıyla üretilen doku iskelelerinin sahip olması gereken özelliklerden biri olan homojen ve birbiriyle bağlantılı gözenek yapısını oluşturmak için nanofiber üretim yöntemi olan elektroeğirme tekniğinden faydalanılmaktadır. Yüksek voltaj yardımıyla polimer çözeltisinden sürekli fiber çekimi prensibiyle çalışan bu yöntem ile yüksek yüzey alanlı, hücrelerin adhezyon, proliferasyon ve migrasyonnunu destekleyen doku iskeleleri üretilebilmektedir. Doku iskelesi üretiminde doğal, sentetik veya kompozit polimerler kullanılmaktadır. Polimer seçimi rejenerasyonu hedeflenen dokunun gereksinimlerine göre gerçekleştirilmektedir. Poli(Ɛ-kaprolakton) dayanıklılığı, yüksek mekanik özellikleri ve kolay erişilebilirliği ile doku mühendisliği uygulamalarında dikkat çekmektedir. İçinde bulunduğu koşullara bağlı olarak bir yılı aşan bozunum süresiyle poli(Ɛkaprolakton) dayanıklılığı en yüksek polimerler arasındadır. Polimerlerin biyobozunum süreleri molekül ağırlıklarıyla değişmektedir. Bu durum aynı polimerin farklı molekül ağırlıklı versiyonlarıyla farklı bozunum sürelerine sahip doku iskelelerinin üretilebileceğini ifade etmektedir. Kullanılacak doku iskelelerinin, rejenerasyonu hedeflenen dokuya spesifik bozunma sürelerine sahip olması bilim dünyasında önem verilen bir özelliktir. Doku iskelelerinin rejeneratifliğinin ve dayanımının artıtılması için polimerler karbonik nanomalzemelerle desteklenmektedir. Literatürede bu karbonik yapılardan grafen ve türevlerinin diğer karbon formlarına kıyasla daha biyouyumlu olduğu bildirilmektedir. Karbon atomunun sp 2 hibritleşme ürünü olan bal peteği örgü yapısındaki grafen ve türevleri sahip olduğu elektron düzenlemesiyle biyouyumluluk, biyobozunurluk, kimyasal stabilite, yüksek elektriksel iletkenlik, termal iletkenlik, esneklik ve sağlamlık gibi sıradışı özellikler sergilemektedir. Grafenin okside formu olan grafen oksit ise içerdiği alkol, karboksilik asit ve epoksi gruplarıyla grafen türevleri arasında biyomedikal uygulamalarda en çok tercih edilenidir. Literatürde yer alan çalışmalar grafen ve türevlerinin hücrelerin proliferasyon ve gelişmelerini desteklediğini, yara iyileşme sürecini hızlandırdığını bildirmektedir. Günümüzde doku mühendisliği uygulamalarının nanoteknoloji ile bütünleşmesi sonucunda daha rejeneratif, biyolojik yapılarla daha uyumlu, biyobozunur ve doğal ektraselüler matriks yapısına çok daha fazla benzeyen doku iskeleleri geliştirilebilmektedir. Geliştirilen bu doku iskeleleri kronik/yanık yara örtü materyali, implant yüzey kaplama materyali veya rejeneratif vücut içi destek materyali olarak kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında grafen oksit nanopartiküllerle fonksiyonalize edilerek rejeneratif özelliği arttırılmış polimerik doku iskelelerinin elektro eğirme yöntemiyle üretilmesi hedeflenmiştir. Çalışmada düşük molekül ağırlıklı poli(Ɛ-kaprolakton) (Mw=60000) kullanılmış, literatüre kıyasla daha düşük molekül ağırlıklı poli(Ɛ-kaprolakton)dan elde edilecek doku iskelesinin davranış özelliklerinin ve fizyolojik şartlara uygunluğunun belirlenmesi amaçlanmıştır. Anahtar Kelimeler : Grafen, grafen oksit, nanoteknoloji, doku mühendisliği, elektroeğirme, düşük molekül ağırlıklı poli(Ɛ-kaprolakton), nanofiber, biyobozunum

Özet (Çeviri)

Richard Feynman's“There's Plenty Of Room At The Bottom”speech, published in 1960, is considered the starting point of nanotechnology. Nanotechnology allows materials to be produced with much more advanced properties than mass materials. The range of 1-100 nanometers is called Nanoscale. Nanomaterials in the range of nanoscale show properties such as high electrical conductivity, high mechanical and thermal resistance due to the increased surface area/volume ratio. At the nanomaterials, physical, chemical, electrical, mechanical and optical properties are much different than mass materials. Moreover, nanomaterials interact with living organisms and affect cellular behavior. Today, nanotechnology is frequently used especially in the production or functionalization of tissue scaffolds, which are the main components of tissue engineering. Tissue scaffolds are used for mimicking to the natural extracellular matrices in tissue engineering. In order to create a homogeneous and interconnected pore structure, the electrospinning technique is used in tissue engineering. The working principle of this method is continuous fiber extraction from polymer solution via high voltage apply. Thanks to this method, high surfaces scaffolds can be produced. The high surface area provides adhesion, proliferation, and migration of cells on tissue scaffolds. Natural, synthetic or composite polymers could be used in the production of tissue scaffolds. Polymer selection is carried out according to the requirements of the targeted tissue. Poly(Ɛ-caprolacton) is an attractive polymer in tissue engineering applications because of its durability, high mechanical properties and easy accessibility. Poly(Ɛ-caprolactone) is one of the most durable polymers in consequence of the degradation time exceeding one year depending on the conditions. The biodegradability of polymers changes according to the molecular weights of the polymer. This means that tissue scaffolds which have different degradation times can be produced from different molecular weight versions of the same polymer. The fact that the tissue scaffold has a biodegradation time specific to the target tissue is an important feature in the scientific world. Polymers are supported by carbonic nanomaterials to increase the regeneration and strength of tissue scaffolds. In the literature, it is reported that the graphene and its derivatives are more biocompatible than other carbon forms. Graphene and its derivatives are two-dimensional materials in the honeycomb lattice structure, which is the sp2 hybridization of the carbon atom. Graphene and its derivatives show unusual properties such as biocompatibility, biodegradability, chemical stability, high electrical conductivity, thermal conductivity, flexibility and durability thanks to the its electron arrangement. Graphene oxide, which is an oxidized form of graphene, is most preferred graphene type in biomedical applications because of includes alcohol, carboxylic acid and epoxy groups. Studies in the literature suggest that graphene and its derivatives promote the proliferation and development of cells and accelerate the wound healing process. Nowadays, as a result of the integration of tissue engineering applications with nanotechnology, tissue scaffolds which are more regenerative, more compatible with the biological structures and much more similar to the natural extracellular matrix structure can be developed. These scaffolds are used as chronic / burn wound dressing material, implant surface coating material or regenerative supporting material. In this thesis, it is aimed to produce polymeric scaffolds which functionalized with graphene oxide nanoparticles via electrospinning method. In this study, low molecular weight poly (Ɛ-caprolactone) (Mw = 60000) was used. And it was aimed to determine the behavior characteristics in physiological conditions of the tissue scaffold obtained from lower molecular weight poly (Ɛ-caprolactone) compared to the literature.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    467713

    Nazal kaynaklı sinir kök hücrelerinin sinir doku mühendisliğinde kullanılmak üzere grafen- poli (ε-kaprolakton) temelli 3 boyutlu hücre kültür modelinin geliştirilmesi

    Development of graphene-poly (ε-caprolactone) based 3-dimensional culture models of nasal derived nerve stem cells in the use of nerve tissue engineering

    GİZEM COŞAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    BiyomühendislikYıldız Teknik Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ADIL ALLAHVERDIYEV

  2. Tez No

    770363

    Graphene oxide/calcium titanate composite preparation for humidity sensing by quartz crystal microbalance

    Kuvars kristal mikrobalans ile nem tayinine yönelik grafen oksit/kalsiyum titanat kompozitlerin üretimi

    ZEYNEP DEMİRTAŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ

  3. Tez No

    490293

    Development of novel poly(viny alcohol)/graphene nanocomposites

    Poli(vinil alkol)/grafen nanokompozitlerin geliştirilmesi

    MELİKE GÖZÜTOK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Metalurji MühendisliğiAtılım Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HİLAL TÜRKOĞLU ŞAŞMAZEL

  4. 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

  5. Tez No

    835382

    Electrospun polyacrylonitrile based composite nanofibers containing polyindole and graphene oxide

    Poliindol ve grafen oksit içeren poliakrilonitril tabanlı kompozit nanofiberler

    İLKNUR BOZKAYA GERGİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ

Geri Dön