Geri Dön

Gelatin nanoparticle loaded polycaprolactone-nanohydroxyapatite functionally graded scaffolds

Jelatin nanoparçacık yüklü polikaprolakton-nanohidroksiapatit fonksiyonel olarak kademeli iskeleler

PDF İndir

  1. Tez No: 855410
  2. Yazar: ÖZLEM ARAÇ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜLLÜ KIZILTAŞ ŞENDUR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 70

Özet

Kemik kırıkları yaygın bir tıbbi sorunu temsil eder ve etkili kemik doku yenilenmesi için yenilikçi yaklaşımlara ihtiyaç duyar. Bu tez, Polikaprolakton (PCL) ve Nanohidroksiapatit (HA) içeren jelatin nanopartiküller (GNP) kullanan düzenli ve fonksiyonel dereceli iskelelerin (FGS) kontrol edilen kemik morfogenetik protein-2 (BMP-2) salınım potansiyelini araştırmaktadır. İskeleler, daha önce önerilen Non-Solvent-Induced Phase Separation (NIPS) yöntemi ve 3D baskı kombinasyonu kullanılarak üretildiğinden, doğal kemik dokusunu taklit eden çok ölçekli porozite ve fonksiyonel olarak değişen makroporları sergiler. Jelatin nanopartikülleri, iki aşamalı desolvasyon yöntemi kullanılarak üretildi ve BMP-2'nin bu nanopartiküller içine kapsüllenmesi difüzyon yöntemiyle yapıldı. BMP-2 kapsüllenmiş jelatin nanopartiküllerin, uniform ve FGS PCL-HA iskelelerine adsorpsiyon yoluyla entegrasyonu sağlandı. Bu çalışma özellikle morfolojinin ve BMP-2-jelatin GNP yüklemenin düzenli ve fonksiyonel dereceli iskelelerin biyolojik ve salınım performansı üzerindeki etkisini araştırmaktadır. İskelelerin makro porozite gradyanı ve içsel mikro-porozitenin çok ölçekli poroz yapısı mikro-CT kullanılarak analiz edildi. In-vitro performans ve salınım mekanizması üzerindeki etkisi araştırıldı. Düzenli ve fonksiyonel dereceli iskelelerin mekanik dayanıklılığını değerlendirmek için her iki iskele üzerinde çekme testleri universal çekme cihazı (UTM) ile gerçekleştirildi. Çok ölçekli poroz iskelelerin makro ölçekli porozite gradyanındaki değişim ve bunun in-vitro performans ve salınım mekanizması üzerindeki etkisi, phalloidin ve DAPI boyama ve ALP deneyleri, ELISA testleri ve konfokal mikroskopi kullanılarak analiz edildi. NP yapısını ve iskelelerin mikroyapısını görselleştirmek için SEM yapıldı. Sonuçlar, NIPS tabanlı 3D baskı kullanarak iskelelerin üretilebilirliğini ve BMP-2 GNP yükleme ile onları yükleme potansiyelini vurgular, böylece gradient ve çok ölçekli poroziteye sahip 3D iskelelerde BMP-2 içeren jelatin nanopartiküllerin sürdürülebilir salınım potansiyelini gösterir. Bulgular, porozite gradyanlarının bu iskelelerin in-vitro performansını nasıl etkilediğine dair anlayışa katkıda bulunur, doku mühendisliği yapılarının tasarımı ve optimizasyonu için değerli görüşler sunar.

Özet (Çeviri)

Bone fractures represent a common medical challenge, necessitating innovative approaches for effective bone tissue regeneration. This thesis explores the potential of controlled bone morphogenetic protein-2 (BMP-2) release from functionally graded (FG) vs. uniform scaffolds made of Polycaprolactone (PCL) and Nanohydroxyapatite (HA) incorporating gelatin nanoparticles. The scaffolds were fabricated using a combination of the earlier proposed Non-Solvent-Induced Phase Separation (NIPS) method and 3D printing and therefore display multi-scale porosity and spatially varying macropores mimicking natural bone tissue. Gelatin nanoparticles (GNP) were created through a two-step desolvation method, and BMP-2 was encapsulated into these nanoparticles using a diffusion method. The incorporation of BMP-2 encapsulated gelatin nanoparticles into PCL-HA scaffolds of uniform and FGSs was achieved through adsorption. Of particular significance, this study investigates the effect of morphology and BMP-2-gelatin nanoparticle loading on biological and release performance of uniform and functionally graded scaffolds (FGSs). The macro porosity gradient and internal micro-porosity was analysed using micro-computed tomography (micro-CT). Tensile tests using universal tensile machine (UTM) were conducted on both uniform and FGSs to assess their mechanical strength. The variation in macro-scale porosity gradient of multi-scale porous scaffolds and its influence on in-vitro performance and release mechanism constitute the primary focus of this research and were analysed using phalloidin and DAPI staining and alkaline phosphatase activity (ALP) assays as well as enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) and confocal microscopy. Scanning electron microscopy (SEM) was conducted to visualize the GNP structure and microstructure of scaffolds. The results underscore the viability of fabricating scaffolds via NIPS-based 3D printing and loading them via BMP-2 GNP demonstrating the potential for sustained release of BMP-2 encapsulated gelatin nanoparticles in 3D scaffolds with gradient and multi-scale porosity. The findings contribute to the understanding of how porosity gradients influence the in-vitro performance of these scaffolds, providing valuable insights for the design and optimization of tissue engineering constructs.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    749816

    LL-37 nanopartikülleri ile fonksiyonlandırılmış PCL/jelatin fiber örtünün in vitro 3 boyutlu yara modelinde etkinliğinin değerlendirilmesi

    Evaluation of the efficacy of PCL/gelatin fiber mat functionalized by LL-37 nanoparticles in in vitro 3D wound model

    FAZİLET CANATAN ERGÜN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    BiyomühendislikNecmettin Erbakan Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MELTEM DEMİREL KARS

  2. Tez No

    924488

    Kıkırdak doku mühendisliği uygulamaları için biyofonksiyonel doku iskelesi üretimi

    Production of biofunctional scaffolds for cartilage tissue engineering applications

    HİLAL YILMAZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    BiyomühendislikYıldız Teknik Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CEM BÜLENT ÜSTÜNDAĞ

  3. Tez No

    945741

    Quercus robur L. ekstraktı yüklenmiş jelatin ve jelatin nanopartikül tabanlı aljinat/peg hidrojellerin diyabetik ayak ülserinde kullanılabilirliğinin araştırılması

    Investigation of the usability of quercus robur L. extract loaded gelatin and gelatin nanoparticle based alginate/peg hydrogels in diabetic foot ulcer

    ŞEVVAL BEYZA BOZKURT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    BiyolojiAksaray Üniversitesi

    Biyoteknoloji ve Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. LALEHAN AKYÜZ

  4. Tez No

    840289

    ZnO nanopartikül yüklü antibakteriyel hemostatik süngerler: Sentez, karakterizasyon ve in-vitro çalışmalar

    ZnO nanoparticles loaded hemostatic sponges: Synthesis, characterization and in-vitro studies

    BAŞAK KURİN ATASOYU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    BiyolojiHacettepe Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. IŞIK PERÇİN DEMİRÇELİK

    DOÇ. DR. BENGİ ÖZKAHRAMAN

  5. Tez No

    372809

    PHEMA-Jelatin kriyojel kemik doku iskelelerinin sentezi, karakterizasyonu ve biyolojik aktivite kazandırılması

    Synthesis, characterization and bringing biological activity of PHEMA-Gelatin bone scaffolds

    DİLARA PERVER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    BiyomühendislikHacettepe Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HANDAN YAVUZ

    PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU

Geri Dön