Preparation and characterization of poly(propylene fumarate) (PPF) based composites for bone tissue engineering applications
Kemik doku mühendisliği uygulamaları için poli(propilen fumarat) bazlı kompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
- Tez No: 600134
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ERDE CAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 88
Özet
Poly(propylene fumarate) (PPF) and vinyl phosphonic acid diethyl ester (VPES) based biodegradable and biocompatible polymeric composite systems which were designed to be used as scaffolds for bone tissue defects and tissue regeneration were developed in this study. Intended for this purpose, PPF pre-polymer was synthesized through a polycondensation reaction of propylene glycol and fumaric acid in an excess of propylene glycol. PPF pre-polymer was then cured with the VPES comonomer at body temperature (37oC) with fixed PPF:VPES weight ratio of 70:30, in the presence of benzoyl peroxide initiator, N,N-Dimethyl para-toluidine (DMT) which was utilized as catalyst and varying amounts of Beta-tricalcium phosphate (0-20 wt percent ß-TCP) as filler via radical polymerization to prepare biodegradable and biocompatible composite materials that can be used in injectable forms. The structure of the PPF pre-polymer was characterized via FT-IR and 1H-NMR spectroscopic techniques and molecular weight was determined via gel permeation chromatography (GPC) analysis. Complete cure of the body temperature cured PPF/VPES/ß-TCP composites was confirmed by differential scanning calorimetry (DSC) and thermal degradation profiles were characterized via thermal gravimetric analysis (TGA). Cross-link density was determined via swelling of composites in different solvents. The dispersion of ß-TCP particles in the polymer matrix was investigated via scanning electron microscopy (SEM) analysis. Compressive properties were characterized by compression tests. Surface hydrophilicity of the prepared composite materials was analyzed via dynamic contact angle with water measurements. Equilibrium water content of the prepared composites was also determined. Biodegradation rates in PBS buffer solution (pH=7.4) at 37°C were examined via both weight loss and pH measurements for 80 days. All in all, data gathered during entire study implied that the prepared PPF/VPES/ß-TCP composites show significant potential to be used as scaffolds for cartilage tissue engineering applications. This study was supported by TÜBİTAK (114M195).
Özet (Çeviri)
Bahsi geçen çalışmada, kemik doku mühendisliğinde kullanılması amaçlanan poli (propilen fumarat) (PPF) ve vinil fosfonik asit di-etil esteri (VPES) bazlı biyouyumlu ve biyobozunur polimerik kompozit sistemler geliştirilmiştir. Bu amaç doğrultusunda, PPF pre-polimeri propilen glikol ve fumarik asidin propilen glikol fazlası ortamında polikondenzasyon tepkimesi sonucu sentezlenmiştir. PPF pre-polimeri VPES komonomeriyle sabit bir ağırlık oranında (PPF:VPES=70:30), radikal başlatıcı benzoil peroksit, katalizör N',N'- Dimetil para-toluidin (DMT) ve toplam ağırlığın yüzde 0 ila 20'si aralığında değişen oranlarda beta-trikalsiyum fosfat (ß-TCP) dolgu maddesi varlığında vücut sıcaklığında (37 oC) radikal polimerizasyon ile kür edilmiştir. Elde edilen biyouyumlu ve biyobozunur kompozit ürünler enjekte edilebilir formda kullanılabilir. PPF polimerinin yapısı FT-IR ve 1H-NMR spektroskopik teknikleri ile karakterize edilmiş, moleküler ağırlık jel permeasyon kromatografisi (GPC) ile belirlenmiştir. PPF/VPES/ß-TCP kompozitlerinin oda sıcaklığında kür reaksiyonlarının tamamlandığı diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) analiziyle kanıtlanmış olup, sıcaklığa bağlı bozunma profilleri termal gravimetrik analiz (TGA) yöntemi ile belirlenmiştir. Malzemelerin çözücü içersinde şişme özelliklerine bağlı olarak çapraz bağ yoğunluğu değerleri hesaplanmıştır. Polimer matriks içersinde ß-TCP parçacıklarının dağılımı taramalı elektron mikroskopi (SEM) ile analiz edilmiştir. Elde edilen kompozit malzemelerin yüzey hidrofilisite analizleri su ile dinamik kontak açısı ölçümleriyle yapılmış olup, kompozitlerin dengedeki su miktarları ayrıca belirlenmiştir. Kompozitlerin in-vitro biyobozunma hızları PBS tampon çözeltisi (pH=7,4) içerisinde 80 gün boyunca ağırlık kaybı ve pH değişimi takip edilerek analiz edilmiştir. Sonuç olarak, tüm çalışma boyunca alınan veriler PPF/VPES/ß-TCP kompozitlerinin kemik doku mühendisliği alanında, kıkırdak doku iskelesi olarak kullanımının mühim bir potansiyeli olduğunu göstermektedir.
Benzer Tezler
- Doku mühendisliğinde kullanılacak yeni polimerik biyomalzemelerin geliştirilmesi
Development of novel biomaterials for tissue engineering applications
ZÜMRÜT SEDEN AKDEMİR
Doktora
Türkçe
2009
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLHAN KAYAMAN APOHAN
- Sıcaklık ve pH'ya duyarlı poliakrilik asit/pluronik içiçe geçmiş ağ yapıların sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of ph and temperature sensitive polyacrylic acid/pluronics F127 based interpenetrating hydrogels
TUBA BAŞKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Bölümü
PROF. DR. GÜLAÇTI TOPÇU
PROF. DR. OĞUZ OKAY
- Poli (Disiklo hekzil itakonat- b-prppilen oksit) blok kopolimerinin sentezi ve karakterizasyonu
Başlık çevirisi yok
ALİ RIZA ERDEM
- Elektrokromik uygulamalar için iletken polimer elektrolitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of conductive polymer electrolytes for electrochromic applications
HÜSNÜ KEMAL GÜRAKIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Kimyaİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN DELİGÖZ
- Polimer jel elektrolitlerin hazırlanması ve iyonik iletkenlik özelliklerinin incelenmesi
Preparation of polymer gel electrolytes and investigation of their conductivities
MELİKE YILDIRAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELVA ÇAVUŞ