Development of electrically conductive porous silk ibroin/carbon nanofiber scaffolds
Elektriksel iletkenliğe sahip ipek/karbon nanofiber yapıda gözenekli nanokompozit doku iskelesi üretimi
- Tez No: 639477
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BATUR ERCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Metallurgical Engineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 88
Özet
Doku mühendisliği uygulamalarında çoğunlukla gözenekli yapıdaki doku iskeleleri tercih edilmektedir. Bunun başlıca sebepleri arasında gözenekli yapının hücresel fonksiyonlar için gerekli olan yüzey alanını sunması ve hücrelerin çevre doku ile besin, atık ve oksijen transferi yapmalarına imkan sağlaması yer almaktadır. Bununla birlikte, doku iskelelerinin mekanik özellikleri fizyolojik ortamdan kaynaklı yükleri taşıyabilecek yeterlilikte olmalıdır. Ayrıca, fizyolojik fonksiyonların yerine getirilebilmesi için doku boyunca elektriksel impalsların iletildiği dokularda elektriksel iletkenliğe sahip doku iskelelerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu doğrultuda, ayarlanabilir mekanik özellikleri ve hücre fonksiyonları üzerindeki olumlu etkileri nedeniyle Bombyx mori ipek böceklerinin kozalarından elde edilen ipek fibroin (SF), doku mühendisliği uygulamaları için önem kazanmıştır. Bu tez çalışmasında, gözenekli yapıdaki ipek fibroin doku iskelelerine elektriksel iletkenlik kazandırmak ve mekanik dayanımlarını artırmak amacıyla ikincil faz olarak karbon nanofiberler (CNF) eklenmiştir. Geliştirilen üretim metodunda, flor bazlı bir alkol olan hexafluoro-2-propanol (HFIP)'ün (SF çözücüsü olarak kullanılmaktadır) hidrojen bağı kurma yetisi kullanılarak CNF'ler SF içerisine dağıtılmıştır. Spesifik olarak, 0.04 S/cm'ye ulaşan elektriksel iletkenliğe ve 260 ± 30 kPa'ya ulaşan esneklik katsayısına sahip SF/CNF nanokompozit doku iskelesi üretilmiştir. Bu doku iskelesi %78 porozitede olup, ortalama 376 ± 53 µm boyutunda gözeneklere sahiptir. Ayrıca, %10 CNF eklenmesi sonucunda SF'nin ıslanabilirliğinde ~%34'lük bir artış elde edilmiştir. Bu artışa bağlı olarak fibroblastların SF/CNF nanokompozit yüzeylerinde SF'ye kıyasla daha fazla yayılıma uğradıkları tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Tissue engineering applications typically require porous scaffolds which provide requisite surface area for cellular functions, while allowing nutrient, waste and oxygen transport with the surrounding tissues. Concurrently, scaffolds should ensure sufficient mechanical properties to provide mechanically stable frameworks under physiologically relevant stress levels. Furthermore, electrically conductive platforms are also desired for the regeneration of specific tissues, where electrical impulses are transmitted throughout the tissue for proper physiological functioning. Towards this goal, silk fibroin (SF) from Bombyx mori silkworms captured significant interest in tissue engineering applications due to its tuneable mechanical properties and ability to promote cellular functions. In this thesis, carbon nanofibers (CNFs) were incorporated into porous SF matrix as a secondary phase to provide electrical conductivity and enhance mechanical properties of SF. In the meantime, pore size and porosity of SF/CNF nanocomposite scaffolds were controlled during scaffold fabrication via the salt leaching process. For the developed scaffold fabrication protocol, CNFs were dispersed in SF owing to the hydrogen bond forming ability of hexafluoro-2-propanol (HFIP), a fluoroalcohol-based solvent used for SF. Results showed that SF/CNF nanocomposite scaffolds having electrical conductivities and tangent modulus values as high as 0.04 S/cm and 260 ± 30 kPa, respectively, were fabricated. In the meantime, these SF/CNF nanocomposite scaffold had pore size of 376 ± 53 µm and porosity as high as 78%. Furthermore, ~34% increase in the wettability of SF was achieved upon the incorporation of 10% CNF in SF scaffolds, which contributed to the enhanced fibroblast spreading on SF/CNF nanocomposite scaffold surfaces.
Benzer Tezler
- PEM tipi yakıt hücreleri için bipolar plaka geliştirilmesi
Development of bipolar plate for PEM type fuel cells
FATİH AY
Doktora
Türkçe
2009
EnerjiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ATA
- Yakıt pillerinde kullanılan metal bipolar plaka kaplama elektriksel temas direncinin sayısal analizi
Numerical analysis of electrical contact resistance of coating used on metal bipolar plates in fuel cells
ÖZGÜN ÖNEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET SUHA YAZICI
PROF. DR. DİLEK KUMLUTAŞ
- Biyokütleden elde edilmiş karbon tabanlı elektrotların sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of carbon-based electrodes derived from biomass
SÜMEYYE ÇİÇEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
EnerjiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET OĞUZ GÜLER
- İyon katkılı hidrojel ? metal kontaklarda elektriksel özelliklerin incelenmesi
Investigation of electrical properties in ion doped hydrogel - metal contacts
SEVCAN ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR YILMAZ
- Lityum-iyon piller için yüksek performanslı anot malzemesi olarak kalay oksit-indirgenmiş grafen oksit kompozitlerinin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of tin oxide-reduced graphene oxide composite as high performance anode material for lithium-ion batteries
MERT ARDA KAYIŞLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REHA YAVUZ