Geri Dön

Theoretical and experimental study of platelet generation from megakaryocyte in a microfluidic platform

Mikroakışkan platformda megakaryositten trombosit oluşumunun teorik ve deneysel çalışması

  1. Tez No: 724907
  2. Yazar: GÜNAY ATAK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HASAN SADIKOĞLU, DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED ENES ORUÇ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 137

Özet

Bu tez, megakaryositlerden (MK) trombosit (PLT) üretiminin gerçekleştirilmesi için mikroakışkan tabanlı bir çipin tasarım ve üretim basamaklarını içermektedir. COMSOL programı ile 2D ortamda çizilen geometriler ile kayma gerilimi profilleri tespit edilerek sonlu elemanlar metodu ile kanal geometrisi ve kayma hızları belirlendi, yumuşak litografi tekniği ile krom fotomaske kullanılarak 10 mikronluk kanallar içeren farklı geometrilerde mikroakışkan çip üretimleri yapıldı, üretilen mikroakışkan çiplerin sızdırmazlıkları test edildi ve farelerin kemik iliğinden izole edilen hematopoetik kök hücrelerin kültür ortamında farklılaştırılmasıyla elde edilen MK' ler için izolasyon prosedürü belirlenerek elde edilen MK' lerin mikroskop altında görüntüleri rapor edildi. MK' lerden PLT üretim süreci iki aşamalı olarak incelendi; bunlardan birincisi MK' leri akış etkisiyle sıkıştırmak, ikincisi ise proPLT' lerin uzamasıdır. Bu tez çalışması kapsamında, akış basıncı yardımıyla daha fazla MK' yi yakalamayı amaçlayan sürecin sadece ilk adımına odaklanıldı. Simülasyon ve optimizasyon sonuçlarına dayanarak, mikroakışkan çipin basınç ve ana akış kanalı arasındaki açı 50,46 derece olduğunda, maksimum sayıda MK hapsedildi. Öte yandan, basınç akışının hızının ana akış hızına oranının katkısının, hapsedilen MK' lerin yüzdesi üzerindeki akış kanalları arasındaki açıdan daha önemli olduğu sonucuna varıldı. Tüm çalışma boyunca, 3D simülasyona kıyasla sayısal olarak çok daha yüksek uzaysal ve zamansal çözünürlük elde edilebildiği için 2D modelleme tercih edildi. Bu tezin en önemli çıktısı, mikroakışkan tabanlı çiplerin MK' lerden PLT üretiminin incelenmesi için uygun platformlar olduğu ve PLT üretim veriminin arttırılması için yapılacak çalışmalara yön vereceğidir. PLT üretim mikrobiyoreaktörleri araştırma ve geliştirmeye açık olup karşı karşıya kalının kısıtlamalar için çözüm bulunmasına ihtiyaç duyulmaktadır.

Özet (Çeviri)

This thesis covers the design and fabrication steps of a microfluidic-based chip for the production of platelets (PLT) from megakaryocytes (MK). With the COMSOL program, the shear stress profiles were determined with the geometries drawn in the 2D environment, the channel geometry and shear rates were determined by the finite element method, the microfluidic chips were produced in different geometries containing 10-micron channels using the soft lithography technique and the chrome photomask, the sealing of the produced microfluidic chips were tested and the isolation procedure was determined for MKs obtained by differentiation of hematopoietic stem cells isolated from bone marrow of mice in culture medium, and the images of MKs obtained under microscope were reported. The PLT production process from MKs was examined in two stages; the first of these is to trap the MKs with the effect of flow, and the second is the elongation of the proPLTs. Within the scope of this thesis, only the first step of the process aimed at trapping more MK with the help of flow pressure was focused on. Based on the simulation and optimization results, the maximum number of MKs was trapped when the angle between the pressure and the main flow channel of the microfluidic chip was 50.46 degrees. On the other hand, it was concluded that the contribution of the ratio of the velocity of the pressure flow to the velocity of the main flow is more significant than the angle between the flow channels on the percentage of MKs trapped. Throughout the entire study, 2D modeling was preferred as it can achieve numerically much higher spatial and temporal resolution compared to 3D simulation. The most important output of this thesis is that microfluidic-based chips are suitable platforms for the investigation of PLT production from MKs and will guide the studies to increase the PLT production efficiency. PLT production microbioreactors are open to research and development and there is a need to find solutions to the constraints they face.

Benzer Tezler

  1. Mg-Sr alaşımları üretimi amacıyla MgO, SrO sisteminin redüksiyon koşullarının incelenmesi

    Investigation of the reduction conditions of MgO, SrO system for the production of Mg-Sr alloys

    MEHMET BUĞDAYCI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ONURALP YÜCEL

  2. Pimli yüzeylerde ısı transferinin ve basınç kaybının teorik ve deneysel incelenmesi

    Theoretical and experimental study of heat transfer and pressure drop in pin fin arrays

    FERİDUN KARAKOÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Makine MühendisliğiNiğde Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. KEMAL ALTINIŞIK

  3. Katı madde taşınması nedeniyle kanal tabanında oluşan değişikliklerin deneysel ve teorik olarak araştırılması

    Theoretical and experimental study of changes in channels bottoms due to sediment transport

    ERDİ AYDÖNER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ŞÜKRÜ GÜNEY

  4. Elektro-erozyon ile işlemede tel demeti elektrodun performansının deneysel ve teorik incelenmesi

    Theoretical and experimental study of electrodes by using wire bunches in EDM process

    KADİR DURSUN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    Makine MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. CAN ÇOĞUN

  5. Theoretical and experimental study of transient flows in pressurised pipelines

    Basınçlı borularda kararsız akımların teorik ve deneysel olarak çalışılması

    NURİ SEÇKİN KAYIKÇI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Bölümü

    PROF.DR. M. ŞÜKRÜ GÜNEY