Theoretical and experimental study of platelet generation from megakaryocyte in a microfluidic platform
Mikroakışkan platformda megakaryositten trombosit oluşumunun teorik ve deneysel çalışması
- Tez No: 724907
- Danışmanlar: PROF. DR. HASAN SADIKOĞLU, DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED ENES ORUÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- 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
- 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
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
- 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
1998
Makine MühendisliğiNiğde ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. KEMAL ALTINIŞIK
- 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
2010
İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ŞÜKRÜ GÜNEY
- 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
- Theoretical and experimental study of transient flows in pressurised pipelines
Basınçlı borularda kararsız akımların teorik ve deneysel olarak çalışılması
NURİ SEÇKİN KAYIKÇI
Doktora
İngilizce
2007
İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Bölümü
PROF.DR. M. ŞÜKRÜ GÜNEY