Synthesis and microrheological characterization of printable hydrogels
Basılabilir hidrojellerin sentezi ve mikroreolojik karakterizasyonu
- Tez No: 631036
- Danışmanlar: PROF. DR. ÜMİT HAKAN YILDIZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Kimya, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Biotechnology, Chemistry, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez; yeni nesil biyomalzemeler, biyofabrikasyon ve biyofotonik alanlarına yönelik olarak özelleştirilmiş, jelatin esaslı hibrit ağların tasarımını, karakterizasyonunu ve uygulamalarını sunmaktadır. Mekanik sınırlamaları ve işlevsel çok yönlülük eksikliğini gidermek amacıyla, tez kapsamında dört farklı kimyasal ve işleme stratejisi uygulanmıştır. İlk bölümde, eriyik elektroyazma (MEW) yöntemiyle jelatin-polyester esaslı biyokompozit iskelelerin biyofabrikasyonu ele alınmıştır. PCL'in doymamış bir polyester (PE) ile karıştırılmasıyla, yüksek voltaj potansiyeli faz ayrılmasını tetikleyerek reaktif PE bölgelerinin yüzeye taşınmasını sağlar. AFM ve XPS analizleriyle de doğrulandığı üzere, bu PE bölgeleri Aza-Michael katılma tepkimesi aracılığıyla jelatin ve NCO-Jel ile biyofonksiyonelleştirmeye olanak tanırken, malzemenin biyouyumluluğu da artırılmıştır. İkinci bölümde, sağlam ve iletken kriyojeller üretmek amacıyla, polikaprolakton-izosiyanatın jelatin ile çapraz bağlanmasında –18 °C'de bir kriyofiksasyon stratejisi kullanılmıştır. Bu yöntemle PCL-jelatin kriyojelinin mukavemeti artırılırken; ortam sıcaklığında veya +4 °C'de gerçekleştirilen jelleşme süreçleri, zayıf çapraz bağlanmış bir jel oluşumuyla veya hiç jelleşme olmamasıyla sonuçlanmıştır. Üçüncü bölümde, jelatin ile Schiff bazı kimyası aracılığıyla kendi kendini onaran ağ oluşturmak üzere poli(vanilin metakrilat) kullanılarak bir biyomateryal elde edilmiştir. Sitrat iyonlarının tuzlama etkisiyle mekanik mukavemeti artırılırken, sahip olduğu olağanüstü optik şeffaflık, fotobiyomodülasyon için bir optik dalga kılavuzu olarak kullanılmasına olanak tanımıştır. Son olarak, Jelatin ve Propiyollenmiş hint yağının (PCO) Aza-Michael katılma reaksiyonu yoluyla çapraz bağlanmış biyomürekkep olarak kullanımını incelemektedir. Reolojik sonuçlarla ispatlandığı üzere, yüksek doğruluğa sahip ekstrüzyon ve baskı sonrası hızlı yapısal toparlanma sağlayan, belirgin kayma gerilimi ve tiksotropik davranış sergileyen hibrit bir Gel-PCO mürekkebi oluşturuldu.
Özet (Çeviri)
This thesis presents the design, characterization, and applications of gelatin-based hybrid networks tailored for next-generation biomaterials, biofabrication, and biophotonics. To address the mechanical limitations and lack of functional versatilities, four distinct chemical and processing strategies were implemented. In the first chapter, biofabrication of gelatin-polyester based biocomposite scaffolds via melt electrowriting (MEW) was discussed. By blending PCL with an unsaturated polyester (PE), the high-voltage potential induces phase separation, driving reactive PE spots to surface. As proved by AFM and XPS analysis, PE spots enable biofunctionalization with, Gelatin and NCO-Gel, via Aza-Michael addition, while biocompatibility was upgraded. In the second chapter, a cryofixation strategy at –18 °C was utilized for the crosslinking of Polycaprolactone-isocyanate with gelatin to fabricate robust, and conductive cryogels. The strength of the PCL-Gelatin cryogel was boosted whereas gelation under ambient or +4 °C results in lightly crosslinked gel or nongelling. In the third chapter, a biomaterial was achieved by utilizing poly(vanillin methacrylate) to form self-healing network via Schiff-base chemistry with gelatin. The mechanical strength of the network was amplified through salting-out effect of citrate ions, while its exceptional optical transparency enabled application as an optical waveguide for photobiomodulation. Finally, the use of gelatin and propiolated castor oil (PCO) as a cross-linked bioink via the Aza-Michael addition reaction was investigated. As demonstrated by rheological results, a hybrid Gel-PCO ink was developed that exhibits distinct shear-thinning and thixotropic behavior, enabling high-precision extrusion and rapid structural recovery after printing.
Benzer Tezler
- Epoksi-fonksiyonelli silikat içerikli polimer nanokompozitlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of epoxy-functional silicate-containing polymer nanocomposites
KÜBRA ŞERİFE YÜKSEL
- Polimer karışımları kullanılarak nanokompozit jellerin hazırlanması, karakterizasyonu ve biomedikal uygulamaları
Preparation and characterization of nanocomposite gels using polymer blends and biomedical applications
DARİUSH NİKJOO
- Fotokimyasal yöntemlerle polihedral oligomerik silseskuokzan (POSS) esaslı nanokompozitlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) based nanocomposites by photochemical methods
GÖRKEM ŞENÇEVİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ATİLLA TAŞDELEN
- Kıkırdak doku mühendisliği için enjekte edilebilir ısı duyarlı hidrojel sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of thermosensitive hydrogel for cartilage tissue engineering
BUSE DELİOĞULLARI
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM YEŞİL ÇELİKTAŞ
- Biyopolimer/kil nanokompozitlerinin üretimi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of biopolymer/clay nanocomposites
EBRU GÜNİSTER CANBAZ
Doktora
Türkçe
2008
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURFER GÜNGOR