3-dimensional boron-doped hydroxyapatite/baghdadite porous scaffolds for bone tissue engineering
Kemik doku mühendisliği için 3-boyutlu boron katkılı hidroksiapatit/bağdadit gözenekli iskeleler
- Tez No: 782392
- Danışmanlar: PROF. DR. ZAFER EVİS, PROF. DR. VOLKAN ŞAHİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 206
Özet
Kemik doku mühendisliğinde kullanılmak üzere bir çok farklı biyomalzemeden doku iskeleleri üretilmektedir. Ancak, gerekli özelliklere sahip ve tüm klinik ihtiyaçlara cevap veren mükemmel iskeleler henüz üretilememiştir. Bu tezde, iskelelerin özelliklerini geliştirmek amacıyla, bor katkılı hidroksiapatit (BHA) ve bağdadit (BAG)'ın seramik bazlı yeni bir kimyasal kombinasyonu 3-boyutlu (3B) kompozit iskelelerin üretiminde kullanılmıştır. Nihai hedefe aşağıdaki adımlarla ulaşılmıştır: 1) Farklı molar oranda bor içeren BHA tozları sentezlenmiştir, sentezlenen malzemelerin fizyokimyasal, mekanik ve ayrıca in vitro biyolojik özellikleri değerlendirilmiştir, ve birbirleriyle karşılaştırılark optimum grup seçilmiştir. 2) İlk kez önerilen ve optimize edilen modifiye sol-jel yöntemiyle, erken jelleşme probleminin üstesinden gelinerek, BAG sentezi ve karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. 3) Birincil ve ikincil bileşenler olarak, BHA ve BAG tozları kullanılarak, seramik tabanlı 3B gözenekli kompozit iskeleler başarılı bir şekilde hazırlanmıştır. Bağdaditin dahil edilmesi, daha geniş yüzey alanına ve mikrogözenek hacmine sahip olan ve daha gözenekli iskelelerinin (%40'ın üzerinde) yapılmasına katkıda bulunmuştur. Kompozit iskelelerin yüksek bozunma oranları, implanttan yeni oluşan kemiğe kademeli yük aktarımının sağlanması için gerekli bozunma oranı ile örtüşerek, BHA'nın düşük bozunma oranı problemini büyük ölçüde çözmüştür. Kompozit iskelelerde, daha yüksek biyoaktivitenin yanısıra, gelişmiş hücre çoğalması ve daha yüksek osteojenik farklılaşma gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, BHA-BAG kompozit iskeleler, her iki bileşenin avantajlarını bir araya getirerek, kemik doku mühendisliği uygulamaları için ihtiyaç duyulan çeşitli gereksinimleri karşılamış ve ideal iskele üretiminde bizi bir adım ileriye götürmüştür.
Özet (Çeviri)
A wide range of biomaterials is used to fabricate scaffolds for hard tissue engineering. However, perfect scaffolds with the required characteristics to answer all clinical needs have not been produced yet. In this thesis, a novel ceramic-based chemical combination of boron-doped hydroxyapatite (BHA) and baghdadite (BAG) was employed to fabricate composite 3-dimensional (3D) porous scaffolds to promote scaffolds' properties. The ultimate goal was achieved through the following steps: 1) BHA powders with different molar ratios of boron dopant were synthesized, their physicochemical, mechanical, as well as in vitro biological characteristics were evaluated, and the optimum group was selected. 2) Through the modified sol-gel technique, which was proposed and optimized for the first time, synthesis and characterization of BAG nanoparticles were accomplished by overcoming the premature gelation problem. 3) The novel ceramic-based 3D porous composite scaffolds were successfully prepared using BHA and BAG as the primary and secondary components. The incorporation of BAG contributed to making more porous scaffolds (over 40 %) with larger surface area and micropore volumes. The composite scaffolds almost solved the low degradation problem of BHA, where their higher degradations matched the degradation rate appropriate for the gradual transfer of loads from implants to newly formed bone. Besides higher bioactivity, enhanced cell proliferation, and higher osteogenic differentiation were observed in composite scaffolds. Eventually, BHA-BAG composite scaffolds converged the advantages of both components to satisfy the various requirements needed for bone tissue engineering applications and took us one step forward on the road to producing an ideal scaffold.
Benzer Tezler
- Püskürtmeli kurutma ve termal bozunma prosesleri ile ZnO esaslı partiküllerin ve kompozit yapıların sentezlenmesi ve karakterizasyonu
Characterization and synthesis of ZnO based particles and composite structures via spray drying and thermal decomposition processes
ŞEYMA DUMAN
Doktora
İngilizce
2016
Seramik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURAK ÖZKAL
- Hekzagonal bor nitrür katkılı üç boyutlu polimerik iskelelerin kemik doku mühendisliği amacıyla üretim ve karakterizasyonu
Production and characterization of hexagonal boron nitride doped three-dimensional scaffolds for bone tissue engineering
DENİZ AKİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyoteknolojiMarmara ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OĞUZHAN GÜNDÜZ
DR. ÖĞR. ÜYESİ NAZMİ EKREN
- Ftalosiyanin-kuantum dot konjugatların eldesi ve elektrokimyasal uygulamaları
Phthalocyanine and heteroatom‐doped carbon quantum dots conjugate: synthesis and electrochemical investigation
BAŞAK GİZEM KARAHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÖZÇEŞMECİ
- Synthesis of boron based quantumd dots and their biomedical applications
Bor bazlı kuantum noktalarının sentezi ve onların biyomedikal uygulamaları
ESRANUR BUDAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CANER ÜNLÜ
- Formation and functionalization of boron phosphide monolayers
Tek atomik katmanlı boron fosfor yapılarının oluşturulması ve işlevselleştirilmesi
LÜTFİYE HALLIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENGİN DURGUN