Geri Dön

3D printing of f-MWCNT incorporated plga/ha scaffolds for bone regeneration

Kemik rejenerasyonu için fonksiyonel ÇDKNT içerikli doku iskelelerinin 3B basılması

  1. Tez No: 855150
  2. Yazar: HATİCE KAYA
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. DUYGU EGE
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Kimya, Bioengineering, Biotechnology, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Biyo-Medikal Mühendislik Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 72

Özet

3D baskılama, nesnelerin şekilleri ve boyutları üzerinde yüksek derecede kontrol sağlayabilen, hızlı ve hassas üretim kapasitesine sahip bir teknolojidir. Bu çalışmada, 3B gözenekli poli(laktid-ko-glikolit) (PLGA) ve PLGA' nın ağırlıkça %5 hidroksiap- atit (HA) ve ağırlıkça % 0.5, 1 ve 2 oranda çok-duvarlı karbon nanotüp (ÇDKNT) içeren nanokompozit yapı iskeleleri, ekstrüzyon tabanlı baskı teknolojisi kullanılarak üretildi. Baskı parametreleri reolojik çalışmalarla optimize edildi. Yapılan reolojik ölçümler, bütün grupların kaymayla incelme özelliklerin olduğunu gösterdi.ÇDKNT ilavesinin filament çapını düşürdüğü ve gözenekliliği %42'den %60'a artırdığı saptan- mıştır. Depolama modülündeki artış ve filament çapındaki düşüş, ÇDKNT, HA ve PLGA arasında oluşan hidrojen bağları ile ilişkilendirilmektedir. Yapıdaki hidrojen bağları şekil doğruluğunun artmasını sağlamıştır. Doku iskeleleri, kimyasal yapılarının analizi, suyla temas açısı ölçümü, biyoaktivite testi, biyobozunma testi, mekanik analiz ve hücre çalışmaları ile karakterize edildi. İskelelerin, ÇDKNT takviye edilmesiyle daha hidrofilik yapıda olduğu saptandı. Ayrıca, biyobozunma çalışmaları, iskelenin mikro yapısının HA ve ÇDKNT ilavesiyle daha kararlı hale geldiğini göstermiştir. Basma modülü 548.5 MPa bulunan PLGA/HA/KNT2, mekanik özelliğinin benzer- liği sayesinde, süngerimsi kemik kusurları için uygun olabileceği rapor edildi. Bununla birlikte iskelelerin, 3D baskılama işlemi sırasında ÇDKNT hizalanmasından dolayı biy- ouyumluluğun geliştiği görülmüştür. Alizarin kırmızısı boyamasına göre MC3T3-E1 hücre tipi, ÇDKNT içerikli doku iskelesi yüzeyinde daha fazla mineral depoladığını gösterdi. Bulgular, 3D basılmış gözenekli PLGA/HA/KNT iskelelerinin kemik rejen- erasyonu uygulamaları için umut verici olduğunu göstermektedir.

Özet (Çeviri)

3D printing is an effective technology due to production of objects quickly and precisely by controlling over their shape and size. In the study, poly(lactide-co- glycolide) (PLGA) and its nanocomposites with 5 wt.% hydroxyapatite (HA) and with 0.5, 1 and 2 wt.% carboxyl functionalized multi-walled carbon nanotube (MWCNT) were prepared by 3D printing technique, Fused Deposition Modelling(FDM). The print- ing parameters were optimized based on rheological studies. Accordningly, all ink com- positions exhibited a shear thinning behaviour. The inclusion of MWCNTs reduced filament size, which was related to hydrogen bonding between functional groups of the components. This increased the ultimate porosity from 42% to 60% with improved shape fidelity. The chemical structure was examined by XRD and FTIR. The surface bioactivity of the scaffolds was tested by water contact angle (WCA) measurement and stimulated body fluid (SBF). A universal testing machine was used for the compressive characteristics of biomaterials. Finally, biocompatibility was confirmed by in vitro cell analysis. The higher surface hydrophilicity was achieved by incorporating MWCNTs. In addition, degradation outcomes indicated that the HA and MWCNT made the mi- crostructure more stable. The compressive modulus for PLGA/HA/CNT2 scaffold was reported to be 548.5 MPa which within the range appropriate for cancellous bone re- placement. Cell culture results suggested that the nanocomposites scaffolds facilitated the cellular response, likely via MWCNT alignment during nozzle passage. Alizarin red staining revealed a significant raise in mineralization degree of MC3T3-E1 on 3D porous scaffolds with MWCNTs. The findings imply that the generated 3D printed PLGA/HA/CNT scaffold hold potential for effective bone treatment.

Benzer Tezler

  1. 4D printing of body temperature responsive hydrogels with self-healing and shape-memory abilities

    Kendi kendini onarma ve şekil hafıza özelliklerine sahip vücut sıcaklığına duyarlı hidrojellerin dört boyutlu baskısı

    GAMZE AYDIN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OĞUZ OKAY

    DR. TURDİMUHAMMAD ABDULLAH

  2. Rejeneratif ve rekonstrüktif tıp uygulamaları için deselülerize insan dermal hücre dışı matriksini içeren deri greftlerinin 3B baskı teknolojisi kullanılarak üretimi

    Fabrication of skin grafts containing decellularized human dermal extracellular matrix using 3D printing technology for regenerative and reconstructive medicine applications

    SULTAN GÖLPEK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    BiyolojiAnkara Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FADİME KIRAN

    DOÇ. DR. BİLLUR SEZGİN KIZILOK

  3. Design optimization of airfoil type structures used in mechatronics applications

    Mekatronik uygulamalarında kullanılan aerofil tipi yapıların tasarımının optimizasyonu

    HATİCE CANSU AYAZ ÜMÜTLÜ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Mekatronik MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEKİ KIRAL

  4. Preparation of biocompatible composite 3d architectures based on graphene oxide (GO) and chitosan for flexible all solid state supercapacitors

    Esnek tüm katı hal süper kapasitörler için grafen oksit (GO) ve kitosan bazlı biyouyumlu kompozit 3d mimarilerin hazırlanması

    SAEIDEH ALIPOORILEMEESLAM

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MURAT BARSBAY

  5. Design and development of an SSVEP based low cost, wearable, and wireless BCI system

    DHGUP bazlı ucuz ve giyilebilir bir telsiz BBA sisteminin tasarım ve geliştirilmesi

    ABDUL WAHEED

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YUSUF ZİYA İDER