Kemik doku mühendisliği için silisyum ile modifiye edilmiş ayva çekirdeği müsilajının sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of si-modified quince seed mucilage based bioscaffolds for bone tissue engineering
- Tez No: 647003
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ YAVUZ EMRE ARSLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Biyomühendislik, Mühendislik Bilimleri, Biochemistry, Bioengineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 135
Özet
Kemik travmaları ve osteoporoz gibi yaşa bağlı kemik hastalıklarının tedavisi için geliştirilen kemik greftleri incelendiğinde biyolojik olarak aktif, üç boyutlu (3B) matrikslerin tasarımı ve üretiminin önemli bir yere sahip olduğu anlaşılacaktır. 3B doku ikamelerinin üretimi ile ilgili yapılan son çalışmalar bitki bazlı polimerlerin değerli biyokimyasal özellikleri, sürdürülebilirliği ve ekonomik bir kaynak olması nedeniyle avantajlı ve tercih edilen biyomalzemeler olduğunu ortaya koymuştur. Bu çalışmada bir bitkisel polisakkarit çeşidi olan ayva çekirdeği jeli (AÇJ), silika ile modifiye edilerek (Si-AÇJ) kemik doku mühendisliği (KDM) uygulamaları için 3B gözenekli yapılar inşa edilmiştir. Hibrit malzemenin oluşturulması için mikrodalga destekli sol-jel yöntemi kullanılmıştır ve gözenekli formda yapıların üretimi için dondurarak kurutma yöntemi kullanılmıştır. Bu nedenle üretilen 3B yapılar“kriyojel”olarak isimlendirilmiştir. Geliştirilen materyaller reolojik testler, zayıflatılmış toplam yansıtmalı-Fourier dönüşümlü kızılötesi spektrometre (ATR-FTIR) analizi, katı hal silisyum nükleer manyatik rezonans spektrometre (29Si-MAS-NMR) analizi, X-ışını difraktometresi (XRD), termogravimetrik kalorimetre analizi (TGA), taramalı kalorimetre analizi (DSC), mekanik basma dayanımı testleri, porozite testleri, alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobi (FE-SEM) görüntüleri, enerji dağılımlı X-ışını spektrometresi (EDX) ve elemental haritalama analizi, şişme ve yüzey ıslanabilirlik testleri, Brunauer-Emmett-Teller (BET) analizi, Barratt-Joyner-Halenda (BJH) analizi ve biyobozunurluk testleri ile detaylı olarak karakterize edilmiştir. Ayrıca üretilen kriyojeller 7, 14 ve 21 gün boyunca in vitro hücre kültürü koşullarında hücreler ile etkileştirilerek hücre canlılık testleri yapılmıştır. Böylece malzemenin in vitro biyouyumluluğu ve toksisitesi incelenmiştir. Malzeme üzerindeki osteojenik farklılaşma süreci yapılan histokimyasal (HK) ve immünohistokimyasal (İHK) boyamalar ile gözlemlenip gerçek zamanlı kantitatif polimeraz zincir reaksiyonu (RT-qPCR) analizi ile incelenmiştir. Yapılan analizlerin sonuçlarına göre genel olarak Si-AÇJ kriyojellerinin AÇJ ile oluşturulan kriyojellerden daha yüksek yüzey alanına sahip olduğu, mekanik ve termal dayanımının daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Ayrıca gerçekleştirilen in vitro deneylerin sonuçlarına göre, Si-AÇJ kriyojellerinde osteogenez ile ilintili genlerin AÇJ kriyojellerine göre daha erken dönemde ve daha fazla ifade edildiği anlaşılmıştır. Tüm bu sonuçlara dayanarak, Si-AÇJ kriyojellerinin KDM uygulamaları için yeni ve önemli bir hibrit malzeme olarak literatüre kazandırıldığı düşünülmüştür.
Özet (Çeviri)
When the bone grafts developed for the treatment of bone diseases such as bone traumas and age-related osteoporosis were examined, it would be observed that the design and production of biologically active, three-dimensional (3D) matrixes take an critical importance. The recent studies about the production of 3D tissue substitutes were revealed that the plant-based polymers are advantageous and preferred biomaterials due to their valuable biochemical properties, sustainability, and being economic sources. In this study, the quince seed gel (QSG), a type of herbal polysaccharide, was modified with silica nanoparticles (Si-QSG) and 3D porous structures were constructed for bone tissue engineering (BTE) applications. The microwave-assisted sol-gel method was used to create hybrid material and the freeze-drying method was used for the production of porous structures. For this reason, the obtained 3D structures were named as“cryogel”. The developed structures were characterized in-depth via rheological tests, attenuated total reflective-Fourier transform infrared spectrometer (ATR-FTIR) analysis, solid-state silicon nuclear magnetic resonance spectrometer (29Si-MAS-NMR) analysis, X-ray diffractometer (XRD), thermogravimetric calorimeter analysis (TGA), scanning calorimeter analysis (DSC), mechanical compressive strength tests, porosity tests, field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) images, energy dispersive X-ray spectrometry (EDX) and elemental mapping analyses, swelling and surface wettability tests, the Brunauer-Emmet-Teller analysis (BET), Barratt-Joyner-Halenda (BJH) analysis and biodegradability tests. In addition, the cryogels were interacted with the cells under in vitro cell culture conditions for 7, 14, and 21 days, and the cell viability tests were performed. Thus, the in vitro biocompatibility and toxicity of the material were investigated. The osteogenic differentiation on the material was monitored by the histochemical (HC), immunohistochemical (IHC) staining, and analysed by the real-time quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR). According to the results from the analyses, the Si-QSG cryogels were generally have a higher surface area than QSG formed cryogels and they have a higher mechanical and thermal resistance. Also, the results of the in vitro experiments showed that the osteogenesis related genes were expressed earlier and denser in Si-QSG cryogels. Based on all of these results, it is thought that the Si-AÇJ cryogels may present to the literature as a new and important hybrid material for BTE applications.
Benzer Tezler
- Yüzeylerin titanyum nanoçubuklar ve onların altın/gümüş ile modifiye formları ile nanodesenlenmesi ve farklı alanlarda kullanılabilirliklerinin incelenmesi
Nanopatterning of surfaces with titanium nanorods and their gold/silver modified forms and investigation of their possible uses in different fields
DİLEK ŞURA ÖZDEN DİNÇ
Doktora
Türkçe
2018
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN BİŞKİN
- 45S5 bileşimine sahip ve bakır katkılı biyoaktif camlardan üç boyutlu kompozit yapı iskelesi üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of three dimensional composite scaffolds from 45S5 and copper doped bioactive glasses
NURAY YERLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SADRİYE OSKAY
- Development of a bioactive glass-ceramic co-doped with lanthanum and boron and its biological in vitro studies for bone regeneration applications
Lantan ve bor katkılı biyoaktif cam seramik geliştirilmesi ve kemik rejenerasyonu uygulamaları için in-vitro biyolojik çalışmaları
RIHAB BADRADDIN SHUKUR AL-AKASHI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mühendislik BilimleriKarabük ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERKAN KOÇ
- 3 boyutlu baskı yönteminde kullanılabilecek sol-gel methodu ile sentezlenen biyoaktif cam doku iskelesi geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of 3D-printed bioactive glass tissue scaffold synthesized using the sol-gel method
YİĞİT TURAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SONGÜL ULAĞ
PROF. DR. OĞUZHAN GÜNDÜZ
- Preparation of 3D printed bacterial cellulose based hydrogel for bone tissue engineering
Kemik doku mühendisliği için 3 boyutlu yazdırılmış bakteriyel selüloz kaynaklı hidrojel hazırlanması
ABDULLAH MÜKREMİN ÇAKMAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAİK NÜZHET OKTAR