Production of Vascular Constructs by Inkjet Printing for Tissue Regeneration
Vasküler Yapıların Mürekkep Püskürtme Yöntemiyle Dokunun Yenilenmesi için Üretimi
- Tez No: 864457
- Danışmanlar: DOÇ. DR. RUTH GOODRIDGE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: The Unıversıty Of Nottıngham
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Organ ve doku yenilenmesi ve onarımı için giderek artan bir ihtiyaç bulunmaktadır. Bu durum, genellikle yeterli donörlerin eksikliği ve nakledilen organların bağışıklık sistemi tarafından reddedilmesi gibi biyolojik uyumlulukla ilgili sorunlar nedeniyle talebin karşılanamamasına yol açmıştır. Bilim insanları, yapısal destek sağlayan ve ekstraselüler matrisi (ECM) taklit eden iskeletlerin alternatif kullanımını araştırmaktadır, ayrıca bağlanmayı, çoğalmayı ve farklılaşmayı teşvik ederek fonksiyonel dokular veya organlar elde etmek için. İlk denemeler sorunlu olduğundan, üç boyutlu baskı (3DP) teknolojilerinin kullanılmasıyla yüksek derecede karmaşıklığa sahip, mikrometre seviyesinde ince detayları içeren ECM benzeri iskeletlerin üretilmesine olan ilgi artmıştır. Bu mevcut proje, sentetik biyobozunur polimer matrisinde (100-500 µm arası) orta ölçekli bağlantılı kanallar elde etmek için mürekkep püskürtme kullanılarak kanal benzeri iskeletlerin üretimini içermektedir. PTMC, yumuşak doku yenilenmesi için oldukça esnek bir biyobozunur iskelet malzemesi olarak yaygın olarak kullanılmaktadır (εmax = 230-800%). PTMC'nin vivo ortamda hızlı enzimatik bozunması (üç hafta sonra %90 bozunma) PTMC'yi vasküler iskelet üretimi için ilginç bir malzeme haline getirmektedir. Düşük Molekül Ağırlıklı (DMA) PTMC (< 100.000 Da), kötü mekanik özelliklere (E ~ 2 MPa, σmax = 0,5 MPa) ve boyutsal stabiliteye sahiptir (başlıca düşük cam geçiş sıcaklığı (-19 ila -11 °C) nedeniyle). Ancak, metakrilat uç grupları ile UV çapraz bağlanması mekanik özellikleri arttırmaktadır. Yüksek çözünürlüğe sahip olması nedeniyle yumuşak bir hidrojel, kurban malzemesi olarak kullanılmıştır. Bu proje şunları içermiştir: (1) PTMCMA sentezi; (2) ana matris mürekkebinin hazırlanması; (3) PTMCMA mürekkebi ve suda çözünebilen polimer içeren (yumuşak hidrojel) kurban mürekkebi kullanılarak kanallı yapıların mürekkep püskürtme ile üretilmesi; ve (4) basit bir mikroskop yardımıyla basılan yapıların karakterizasyonu. Sentezlenen PTMCMA, mürekkep püskürtme ile mümkün olmayan yüksek MW polimerlerle (çünkü mürekkeplerin viskozitesini artırırlar) mürekkep püskürtme yapmayı kolaylaştırmak için NMR analizi ile incelenmiştir. Baskıya başlamadan önce, her iki mürekkep içindeki fotoinitiyatör seviyesi FTIR analizi ile %3 olarak PTMCMA mürekkebi ve %1 olarak kurban mürekbinde tanımlanmıştır. Mürekkep püskürtme işlem parametrelerinin optimize edilmesinden sonra yedi desen basılmıştır. Neredeyse hepsi başarılı olmuş ve kanallar 62,84 ila 477,15 µm arasında olmuştur, iki tanesi renkli sıvının perfüzyonuna izin vermiştir. Bu, mürekkep püskürtme kullanılarak mikrometre ölçeğinde bağlantılı kanallı iskeletlerin elde edilebileceğini ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
There is an increasing need for organ and tissue replacement and repair through regeneration. This has led to supply failing to meet demand, primarily due to a lack of sufficient donors and issues related to biocompatibility, i.e. immune system rejection of transplanted organs. Scientists are therefore investigating the alternative use of scaffolds, designed to mimic the Extra Cellular Matrix (ECM), providing structural support, as well as promoting attachment, proliferation and differentiation to yield functional tissues or organs. Initial attempts proved problematic, resulting in an interest in employing three-dimensional printing (3DP) technologies to produce ECM-like scaffolds with a high degree of complexity, including fine details at micrometre level. This current project employed the fabrication of channel-like scaffolds using ink-jet printing to achieve meso-scale interconnected channels (100-500 µm) in a synthetic biodegradable polymer matrix. PTMC is widely used as a highly elastic biodegradable scaffold material (εmax = 230-800%) for soft tissue regeneration. Rapid enzymatic degradation in vivo (90% degradation after three weeks) makes PTMC an interesting material for vascular scaffold production. Although Low Molecular Weight (LMW) PTMC (< 100,000 Da) has poor mechanical properties (E ~ 2 MPa, σmax = 0,5 MPa) and dimensional stability (primarily due to its low glass transition temperature (-19 to -11 oC)), its UV crosslinking with methacrylate end groups enhances the mechanical properties. A soft hydrogel was used as sacrificial material, due to its high solubility in aqueous solution. This project included: (1) synthesis of PTMCMA; (2) preparation of the main matrix ink; (3) inkjet printing of channelled structures through the use of PTMCMA ink and sacrificial ink containing water soluble polymer (soft hydrogel); and (4) characterization of the printed structures by means of an optical microscope. The synthesized PTMCMA was investigated by NMR analysis to ensure that it had LMW, facilitating ink jet printing, which is not possible with high MW polymers, as they increase the viscosity of inks. Prior to printing, the level of photoinitiator in both inks was defined through FTIR analysis as 3% for PTMCMA ink and 1% for sacrificial ink. Seven patterns were printed after optimizing the process parameters of inkjet printing. Almost all were successful with channels between 62.84 and 477.15 µm, with two permitting the perfusion of coloured liquid. This established that interconnected channelled scaffolds can be achieved at micrometre scale using ink jet printing.
Benzer Tezler
- Tissue engineering of small diameter vascular grafts by using PCL/collagen based scaffolds
Polikaprolakton/kolajen temelli yapay damarların doku mühendisliği yöntemiyle üretilmesi
SEPREN ÖNCÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
BiyomühendislikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI
- Development and structural determination of antiangiogenic recombinant antibody structures for cancer treatment
Kanser tedavisine yönelik antianjiogenik rekombinant antikor yapılarının geliştirilmesi ve yapısal tayini
MELİS DENİZCİ ÖNCÜ
Doktora
İngilizce
2022
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. GİZEM DİNLER DOĞANAY
DR. AYLİN ÖZDEMİR BAHADIR
- 3D bioprinting of hybrid bone grafts with an inherent controlled delivery system
Kontrollü salım sistemi içeren hibrid kemik greftlerinin 3B biyobaskılamayla üretimi
MERİÇ GÖKER
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
BiyomühendislikAnkara ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. PINAR HURİ
- Preparation of 3D-printed peptide-based hydrogel wound dressing with GHK-Cu for chronic wound treatment
Kronik yara tedavisi için GHK-Cu içeren 3B yazdırılabilir peptit temelli hidrojel yara örtüsü geliştirilmesi
AHMET OĞUZHAN PAKSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ONUR ALPTÜRK
PROF. DR. OĞUZHAN GÜNDÜZ
- Developing approaches and in vitrosystems for studying and promotingangiogenesis and for regenerativemedicine applications
Başlık çevirisi yok
SERKAN DİKİCİ