Lanthanum doped dicalcium phosphate mixed with graphene oxide bone cements as a potential material in biomedical applications
Kemik hatalarında dolgu olarak potansiyel kullanım için grafen oksit / lanthanum katkılı kalsiyum fosfat kemik çimentoları
- Tez No: 690940
- Danışmanlar: PROF. DR. ZAFER EVİS
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, β-trikalsiyum fosfat (βTCP, βCa3(PO4)2) ve lantan (La) doplanmış βTCP'nin partikülleri ıslak çöktürme yöntemi ile mikrodalga geri akış sistemini kullanarak sentezlenmiştir. Saf dikalsiyum fosfat (DCP) ve La modifiye dikalsiyum fosfat (La-DCP) kemik çimentoları, su varlığında βTCP (veya La- TCP) ile monokalsiyum fosfat monohidrat (MCPM) arasındaki asit / baz reaksiyonuna dayanarak hazırlandı. DCP kemik çimentoları ayrıca ağırlıkça% 1.5-3.5 GO ile karıştırılmıştır. Elde edilen malzemeler XRD, FTIR, SEM, ICP-OES, BET ve helyum piknometre kullanılarak karakterize edildi. βTCP ve La- βTCP partikül yüzeyleri üzerindeki yükleme/salım Fetal sığır serumu (FBS) proteinleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Hücre kültürü çalışmaları, insan osteosarkom hücre hattı (Saos-2) ile gerçekleştirildi. La+3 iyonlarının dahil edilmesiyle, βTCP kristalinin kafes parametrelerinde ilgili genişleme, inhibisyon büyüme oranı ile birlikte gözlendi. βTCP ve La- βTCP malzemeleri mezoporlu yapıdalar, gözenek çapı ve gözenek hacmi La+3 iyonlarının eklenmesiyle genişletildi. Sonuçlar, tüm La-βTCP materyallerinin hücre uyumlu olduğunu onayladı ve La+3 iyonlarının hücre canlılığı ve alkalin fosfataz (ALP) aktivitesi üzerinde katı doza bağlı etkisi gözlendi. DCP kemik çimentolarında, minimum La+3 iyonları (0.090 mol) ilavesiyle, bruşitin fazı monetite dönüştü ve bruşitin plaka benzeri kristalleri sferoid parçacıklara dönüştü. Saos-2 hücrelerinin proliferasyonu, adhezyonu ve osteojenik farklılaşması üzerine deneyler, saf DCP'ye kıyasla 0.225 mol La+3 iyonu eklemenin bu özellikleri desteklediğini gösterdi. DCP kemik çimentolarına GO ilavesiyle, 2La-DCP çimentoların mekanik özellikleri GO ilavesiyle iyileştirilmiştir. GO/2La-DCP kemik çimentoları biyouyumluydu, hücrelerin proliferasyon ve farklılaşma özellikleri GO ilavesiyle önemli ölçüde iyileştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, mesoporous particles of β-tricalcium phosphate (βTCP, βCa3(PO4)2) and lanthanum (La) doped βTCP were synthesized by wet precipitation method attached with a microwave refluxing system. Pure dicalcium phosphate (DCP) and La modified dicalcium phosphate (La-DCP) bone cements were prepared based on acid/base reaction between βTCP (or La- βTCP) and monocalcium phosphate monohydrate (MCPM) in the presence of water. DCP bone cements were also mixed with 1.5-3.5wt.% of graphene oxide (GO). The obtained materials were characterized by XRD, FTIR, SEM, ICP-OES, BET, and helium pycnometer. The loading /releasing analysis of proteins on/from βTCP and La- βTCP disks surfaces were evaluated using Fetal bovine serum (FBS) proteins. In vitro cell culture studies were performed with the human osteosarcoma cell line (Saos-2). Upon incorporating La3+ ions, expansion in lattice parameters of βTCP crystal was observed along with inhibition of growth rate. βTCP and La- βTCP materials were mesoporous in nature. Pore diameter and pore volume were expanded with the incorporation of La3+ ions. The outcomes confirmed that all La-βTCP materials were cytocompatible, and strict dose dependent effect of La3+ ions was observed on cell viability and alkaline phosphatase (ALP) activity. In DCP bone cements, the pure phase of brushite transformed into monetite with minimum addition of La3+ ions (0.090 mole), and the plate-like crystals of brushite turned into spheroid particles. The results of in vitro experiments on proliferation, adhesion, and osteogenic differentiation of Saos-2 cells indicated that the addition of 0.225 mole of La3+ ions promoted these properties compared to pure DCP. With the addition of GO to DCP bone cements, the mechanical properties of 2La-DCP cements improved. As the GO/2La-DCP bone cements were biocompatible, proliferation and differentiation properties of cells were significantly improved with the addition of GO.
Benzer Tezler
- Lanthanum doped calcium silicate nanoparticles for drug delivery and X-ray contrast imaging
İlaç salımı ve x-ray kontrast görüntüleme için nanopartikül lantanum katkılı kalsiyum silikat
YOUSSOUF ABAKAR ADAM
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
BiyomühendislikKarabük ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AMMAR ZEİDAN GHAİLAN ALSHEMARY
- Microwave assisted synthesis of rare earth ions doped lanthanum orthoborate, their characterizations and investigations of luminescence properties
Nadir toprak elementi iyonları katkılanmış lantan ortoborat bileşiklerinin mikrodalga yardımıyla sentezlenmesi, karakterizasyonu ve luminesan özelliklerinin incelenmesi
CANSIN BADAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEN YILMAZ
DOÇ. DR. OKAN ESENTÜRK
- Investigation of infrared phosphorescence properties of chromium doped lanthanum gallogermanate phosphors sythesized by sol-gel method
Sol-gel yöntemi ile sentezlenen krom katkılı lantan galogermanat fosforlarının kızılötesi fosforesans özelliklerinin incelenmesi
BURCU CAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SOLAK
- Computational and experimental investigation of nanosized strontium doped lanthanum manganite produced by flame spray pyrolysis
Alev püskürtme pirolizi ile üretilen nano büyüklükte stronsiyum dopantlı lantan manganitin hesaplamalı ve deneysel incelemesi
MÜCAHİT CİHAN TERZİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Kimya MühendisliğiAtılım ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESRİN EKİNCİ MACHIN
- 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