3D printing of f-MWCNT incorporated plga/ha scaffolds for bone regeneration
Kemik rejenerasyonu için fonksiyonel ÇDKNT içerikli doku iskelelerinin 3B basılması
- Tez No: 855150
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DUYGU EGE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Kimya, Bioengineering, Biotechnology, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Biyo-Medikal Mühendislik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Bilim Dalı
- 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
- 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
2024
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ OKAY
DR. TURDİMUHAMMAD ABDULLAH
- 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
2022
BiyolojiAnkara ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FADİME KIRAN
DOÇ. DR. BİLLUR SEZGİN KIZILOK
- Design optimization of airfoil type structures used in mechatronics applications
Mekatronik uygulamalarında kullanılan aerofil tipi yapıların tasarımının optimizasyonu
HATİCE CANSU AYAZ ÜMÜTLÜ
Doktora
İngilizce
2023
Mekatronik MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEKİ KIRAL
- 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
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BARSBAY
- 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
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF ZİYA İDER