Development of an injectable polymer-calcium phosphate cement composites for bone substitution
Kemik ikamesi için enjekte edilebilir polimer-kalsiyum fosfat çimento kompozitlerinin geliştirilmesi
- Tez No: 647234
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DUYGU EGE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Biyo-Medikal Mühendislik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 111
Özet
Enjekte edilebilir kalsiyum fosfat (CaP) çimentolari geliştirildikten sonra düzen- siz yapıya sahip kemik kusurları tedavisinde kullanılmaya başlandı. Bu otograft, allo- graft, zenograft ve önceden şekillendirilmiş sentetik iskele yapıları gibi invazif metot- lara bir alternatif sağlamış oldu. Bundan dolayı, bu tezin amacı kemik benzeri reolojik özellikleri ve performansı korurken, CaP′a eklenecek yapıları daha iyi barındıracak al- ternatif bir enjekte edilebilir kemik ilavesi (IBS) dizayn etmektir. Bu tez çalışmasında, IBS farklı ağırlık oranlarında metilselüloz (MC), jelatin ve biyoseramik toz karışımı kullanarak hazırlanmıştır. İlk olarak, üç farklı toz/sıvı (P/L) formülasyonu hazırla- narak kimyasal yapı, reolojik karakteristikleri, kullanma, mekanik ve in vitro bozunma özellikleri araştırılmıştır. Sonrasında, grafen oksit (GO) ilavesinin fizyokimyasal özel- likleri ile in vitro tepkisine etkisi analiz edilmiştir. Sonuçlara göre 14. günde ağırlıkça oranı % 2 GO ilaveli numunelerde elastik modülde 1.72 ± 0.76 MP değerinden 6.89 ± 2.25 MPa değerine artış görülmüştür. GO ile güçlendirilmiş IBS örneklerinin bek- letilmesiyle elde edilen çözeltinin, kemik iliği mezenkimal kök hücreleri (BMMSC'ler) ile biyouyumlu olduğu bulunmuştur. Son bölümde, zoledronik asit (ZOL) IBS örnekler- ine ilave edilmiştir. Sonuçlara göre ZOL′ün varlığı IBS örneklerinin katılaşma süresini uzatmıştır. ZOL ilavesi ile elastisite modülü değeri azalmış, GO ilavesi ile artmıştır ve sonuç 25.73 MPa olarak bulunmuştur. In vitro hücre çalışmaları, ZOL ve GO içeren IBS örneklerinin hem MCF-7 hücrelerini inhibe ettiği hem de osteoblast hücrelerini çoğalttığı gözlenmiştir. Sonuç olarak, bu tezin bulguları hazırlanan IBS′in yük taşı- mayan kemik uygulamaları için kemik hasarlarını dolduracak ve kemik iyileşmesine yardım etme konusunda gelecek vadeden biyomalzemeler olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Since the discovery of injectable calcium phosphate (CaP) cements, they are widely used to fill irregularly shaped bone defects. This created an alternative to more invasive methods such as use of autografts, allografts, xenografts and synthetic pre- shaped scaffolds. Hence, this thesis aimed to design an alternative injectable bone substitute (IBS) that can better accommodate CaP additives while preserving bone- like rheological properties and performance. In this thesis, an IBS was prepared by using methylcellulose (MC), gelatin and bioceramic powder mixture. Initially, three different powder to liquid (P/L) formulations were adjusted to investigate the chemical structure, rheological characteristics, handling, mechanical and in vitro degradation properties. Then, the effect of graphene oxide (GO) incorporation investigated by analyzing their physicochemical properties and in vitro responses. Results showed that the elastic modulus was increased up to 6.89 ± 2.25 MPa from 1.72 ± 0.76 MPa with the addition of 2 wt% GO on day 14. The extracted solution of the GO reinforced IBS was found to be biocompatible with bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSCs). Finally, zoledronic acid (ZOL) was incorporated into IBS samples. Results showed that the presence of ZOL prolonged the setting time of the IBS samples. The mechanical properties decreased with ZOL addition and increased with the incorporation of GO which was found as 25.73 MPa. In in vitro cell studies, both the inhibitory effect of ZOL and GO loaded IBS on MCF-7 cells and proliferative effect on osteoblast cells were observed. In conclusion, the outcomes of this thesis indicated that prepared IBS may be promising candidates to fill bone defects and assist bone recovery for non-load bearing applications.
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
- Hasarlı omurilik onarımı için hücre destekli enjekte edilebilir ipek fibroin mikrotaşıyıcıların geliştirilmesi
Development of cell supported injectable silk fibroin microcarriers for repair of damaged spinal cord
BEGÜM SARGON
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Development of tendon derived natural extracellular matrix hydrogels for 3D bioprinting applications
3B biyoyazım işlemlerinde kullanılmak üzere tendondan elde edilmiş ekstraselüler matrix hidrojellerin geliştirilmesi
BURAK TOPRAKHİSAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
BiyomühendislikSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAHATTİN KOÇ
- Development and characterization of cortisone derivative drug carrying polymeric microspheres
Kortizon türevi ilaç içeren polimerik mikrokürelerin hazırlanması ve incelenmesi
YİĞİT ÖCAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
BiyomühendislikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEZA ÖZEN
YRD. DOÇ. DR. DİLEK KESKİN
- Development of novel controlled release formulations of anti-TNF for rheumatoid arthritis and modeling of release behaviors
Romatoid artirit tedavisine yönelik anti-TNF için yenilikçi kontrollü salım formülasyonlarının geliştirilmesi ve salım davranışlarının modellenmesi
ÖZGE ERDEMLİ
Doktora
İngilizce
2013
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEN TEZCANER
DOÇ. DR. DİLEK KESKİN