Effects of dynamic loading on neocartilage formation
Neokıkırdak oluşumunda dinamik yüklemenin etkileri
- Tez No: 749808
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞEN TEZCANER, PROF. DR. KORHAN ALTUNBAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Kimya, Bioengineering, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 166
Özet
Populasyonların yaşlanmasıyla artan artiküler kıkırdak tedavisi ihtiyacını karşılamaya yönelik kıkırdak doku mühendisliği çalışmaları dikkat çekmektedir. Bu çalışmada, kıkırdak doku mühendisliği uygulamalarında potansiyel olarak kullanılabilecek yeni bir görünür ışık altında fotopolimerize olabilen Glikol Kitosan Metakrilat (MeGC)- Fibrinojen (Fib) hidrojel sistemi geliştirildi. Fibrinojenin MeGC hidrojel yapısına girmesi hidrojel sisteminin şişmesini azaltmış, stabilitesini artırmış mekanik özelliklerinde iyileşmeye yol açmıştır. Fibrinojenin MeGC hidrojel yapısına eklenmesiyle hidrojel sistemine hücre tutunması iyileşmiş, hücre canlılığı ve proliferasyonunda, sGAG ve kolajen II içeren kıkırdak-spesifik ECM birikiminde artış sağlanmıştır. Artımlı dinamik basma yüklemesinin kıkırdak doku konstrüktlerinin gelişimi üzerindeki etkisini araştırmak için, tavşan kondrositleri 1 MeGC-Fib bazlı hidrojellere hapsedilmiş ve özel olarak yapılmış bir mekanobiyoreaktörde kültive edilmiştir. Mekanik stimülasyonun hücre canlılığı üzerindeki etkisine ilişkin araştırmalar, sadece dinamik kültivasyonun değil, aynı zamanda uygulanan mekanik stimülasyon rejiminin de hücrelerin canlılığı ve kıkırdağa özgü ECM sentezinde oldukça önemli olduğunu ortaya koymuştur. 21 günlük kültivasyonun sonunda, statik kültür ve DC-1 rejimine kıyasla, artan dinamikviii sıkıştırma yükleme rejimiyle (DC-2) uyarılan kondrositlerin hücre çoğalmasında ve kondrosit işlevselliğinde artış görülmüştür. MeGC-Fib hidrojellerinin ve DC-2 rejiminin kondrojenik potansiyelinin daha da araştırılması için, Yeni Zelanda Beyaz Tavşanları üzerinde oluşturulan kondral defekt modellerine hidrojel implantasyonu gerçekleştirilerek in-vivo çalışmalar yapılmıştır. Histolojik ve immünfloresan incelemeler, diğer gruplara kıyasla daha yüksek s-GAG, toplam kollajen ve kollajenII içeriği ile hem MeGC-Fib hidrojellerinin hem de DC-2 rejiminin neo-kıkırdak oluşumu üzerindeki olumlu etkisini ortaya koymuştur. Elde edilen bulgular, kıkırdak rejenerasyonunu artırmak için geliştirilen MeGC-Fib hidrojellerinin ve artımlı dinamik sıkıştırma yükleme rejiminin potansiyelini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Cartilage tissue engineering has gained attention to meet the increasing demand for articular cartilage treatment in ageing populations. In this study, a visible light crosslinkable Methacrylated Glycol Chitosan (MeGC)-Fibrinogen (Fib) hydrogel system which can potentially be used in cartilage tissue engineering applications was developed. Incorporation of Fib into MeGC hydrogel structure decreased the swelling, led to increase in stability and improved the mechanical properties of hydrogels. Besides Fib addition enhanced proliferation of encapsulated chondrocytes and improved cartilagenious extracellular matrix (ECM) deposition within hydrogels. To investigate the effect of incremental dynamic compressive loading on the development of cartilage tissue constructs, rabbit chondrocytes were entrapped in 1 MeGC-Fib based hydrogels and cultivated in a custom-built mechanobioreactor. Investigations revealed that, not just dynamic cultivation but applied mechanical stimulation regime is also crucially important on viability and cartilage-specific ECM production by chondrocytes. At the end of 21 days of cultivation, compared to free swelling and DC-1 regime, hydrogel-entrapped chondrocytes cultivated under incremental dynamic compressive loading regime (DC-2) increased cell proliferation and chondrocyte functionality. To further evaluate the chondrogenicvi potential of MeGC-Fib hydrogels and DC-2 regime, in-vivo studies were performed by hydrogel implantation to chondral defect models created on New Zealand White Rabbits. The histological and immunoflorescent examinations revealed the positive impact both MeGC-Fib hydrogels and DC-2 regime on neocartilage formation with a higher s-GAG, total collagen and collagen-II content compared to other groups. These findings demonstrate the potential of developed MeGC-Fib hydrogels and incremental dynamic compressive loading regime to promote cartilage regeneration.
Benzer Tezler
- Üç boyutlu yazıcı ile üretilen geçici kuron-köprü materyallerinin fiziksel özelliklerinin ve bükülme mukavemetinin değerlendirilmesi
Evaluation of physical properties and flexural strength of temporary crown-bridge materials produced with three-dimensional printer
KÜBRA AYCAN TAVUZ
Doktora
Türkçe
2025
Diş Hekimliğiİstanbul Medipol ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET MUZAFFER ATEŞ
- Zeminlerin dinamik mukavemet özelliklerinin belirlenmesi
Determination of soil dynamic strenght properties
ÇİĞDEM TİPİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
İnşaat MühendisliğiErciyes Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ZÜLKÜF KAYA
- Out-of-plane behaviour assessment of double-leaf masonry walls and numerical model for nonlinear analysis
Çift yapraklı yığma duvarların düzlem dışı davranışlarının değerlendirilmesi ve doğrusal olmayan analiz için sayısal model önerilmesi
ALVAND MOSHFEGHI
Doktora
İngilizce
2025
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İHSAN ENGİN BAL
- Characterisation and modelling of dynamic behaviour of wire rope isolators
Çelik sarmal halat tipi sönümleme elemanlarının dinamik davranışının karakterizasyonu ve modellenmesi
KENAN GÜRSES
Doktora
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN OSMAN ÖZGEN
- Geometrik tasarım değiştirgelerinin derin yeraltı açıklıklarında yenilme bölgesinin boyutlarına etkilerinin statik ve dinamik koşullarda araştırılması
Investigation of the effects of geometrical design parameters on the dimensions of failure zone occuring around deep underground openings under static and dynamic conditions
MELİH GENİŞ
Doktora
Türkçe
2002
Maden Mühendisliği ve MadencilikZonguldak Karaelmas ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN GERÇEK