Conductive tissue adhesives inspired by mussels for use in cardiovascular surgery
Kalp damar cerrahisinde kullanılmak üzere midyelerden ilham alınarak geliştirilen iletken doku yapıştırıcıları
- Tez No: 870337
- Danışmanlar: DOÇ. AYÇA BAL ÖZTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Bioengineering, Biotechnology, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstinye Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kök Hücre ve Doku Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 127
Özet
Kardiyovasküler yaralanmaları tedavi etmek için yaygın olarak cerrahi dikişler ve zımbalar kullanılmaktadır. Ancak, kardiyovasküler defekt bölgesini tamamen kapatmak ve kanamayı kontrol etmede yeterli seviyede etkili değildirler. Bu nedenle klinik uygulamalarda genellikle sütürler ve zımbalar için bir takviye olarak doku yapıştırıcıları kullanılır. Bu tez çalışmasında, kardiyovasküler cerrahide kullanılmak üzere, deniz midyelerinin güçlü yapışma özelliklerinden esinlenerek doğal polimerlerden hareketle biyouyumlu ve ıslak yüzeylerde yapışabilen ve iletken özellikte, biyouyumlu doku yapıştırıcısı geliştirilmiştir. Deniz midyelerinin ayaklarında bulunan proteinler, su altında güçlü yapışmayı sağlamak için katekol bakımından zengin, yüksek performanslı yapışkan sistemler geliştirmek için ideal bir model sunmaktadır. Tez çalışmasında, ilk olarak aljinat polimeri oksidize edilmiş ve ardından metakrilik anhidrit kullanılarak metakrile edilmiştir (OMA). Elektroiletken özellik kazandırmak için OMA polimerine polipirol takılmıştır (OMA-PPy). Geliştirilmesi planlanan doku yapıştırıcısının ıslak ortamda yapışma davranışlarını arttırmak için, OMA polimeri dopamin hidroklorür (DOPA) ile reaksiyona sokularak OMA-DOPA polimeri elde edilmiştir. Ek olarak doku yapıştırıcının hedef dokuyu daha iyi taklit etmesi, hücre dışı matrikse (ECM) benzer bir mimariye sahip olması için formulasyon içeriğinde metakrilik anhidrit ile modifiye edilen jelatin polimeri (GelMA) kullanılmıştır. Sentezlenen modifiye polimerler OSA, OMA, OMA-PPy, OMA-DOPA ve GelMA, Fourier-transform Infrared Spectroscopy (FTIR) ile karakterize edilmiştir. Doku yapıştırıcıları fotobaşlatıcı olarak Lithium phenyl-2,4,6-trimethylbenzoylphosphinate (LAP) varlığında, 60 sn boyunca ışık altında çapraz bağlanarak hazırlanmıştır. Geliştirilen doku yapıştırıcıları yapısal karakterizasyon, şişme, degradasyon, basma testi, iletkenlik, in vitro Lap-shear, in vitro t-soyulma, in vitro patlama basıncı, ex vivo patlama basıncı, ex vivo yara kapama testleri ile karakterize edilmiş olup; özellikle sıkıştırma dayanımı açısından doğal kalp dokusuna yakın özellikler sergilemiştir (GelMA/OMA-PPy/DOPA sıkıştırma dayanımı ~1007.35 kPa). Koyun miyokardiyum, perikardiyum ve arter dokularında gerçekleştirilen ex vivo patlama basıncı ve ex vivo doku adezyonu testleri, geliştirilen GelMA/OMA-PPy/DOPA doku yapıştırısının güçlü yapışma özelliği sergilediğini göstermiştir. Doku yapıştırıcılarının sitotoksisitesi, H9c2 kardiyak miyoblast hücre hattı üzerinde MTT testi ile değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, geliştirilen GelMA/OMA-PPy/DOPA doku yapıştırıcılarının kalp damar cerrahisinde kullanılabilir olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Cardiovascular injuries are commonly treated using surgical sutures and staples; however, these methods are often insufficient in completely closing the cardiovascular defect area and controlling bleeding effectively. Therefore, tissue adhesives are frequently used in clinical applications as a supplement to sutures and staples. In this thesis, inspired by the strong adhesive properties of marine mussels, a biocompatible and conductive tissue adhesive that can adhere to wet surfaces has been developed for use in cardiovascular surgery. Proteins found in the feet of marine mussels offer an ideal model for developing high-performance adhesive systems rich in catechol to achieve strong underwater adhesion. In this thesis, alginate polymer was first oxidized and then methacrylated using methacrylic anhydride (OMA). To impart electroconductive properties, polypyrrole was attached to the OMA polymer (OMA-PPy). To enhance the adhesive behavior of the planned tissue adhesive in wet environments, the OMA polymer was reacted with dopamine hydrochloride (DOPA) to obtain the OMA-DOPA polymer. Additionally, to better mimic the target tissue and have a similar architecture to the extracellular matrix (ECM), gelatin polymer modified with methacrylic anhydride (GelMA) was used in the formulation. The synthesized modified polymers, OSA, OMA, OMA-PPy, OMA-DOPA, and GelMA, were characterized using Fourier-transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Tissue adhesives were prepared by crosslinking under light for 60 seconds in the presence of the photoinitiator Lithium phenyl-2,4,6-trimethylbenzoylphosphinate (LAP). The developed tissue adhesives were characterized through structural characterization, swelling, degradation, compression testing, conductivity, in vitro Lap-shear, in vitro t-peel, in vitro burst pressure, ex vivo burst pressure, and ex vivo wound closure tests. They exhibited properties close to natural heart tissue, particularly in terms of compression strength (GelMA/OMA-PPy/DOPA compression strength ~1007.35 kPa). Ex vivo burst pressure and ex vivo tissue adhesion tests conducted on sheep myocardium, pericardium, and artery tissues demonstrated the strong adhesive properties of the developed GelMA/OMA-PPy/DOPA tissue adhesive. The cytotoxicity of the tissue adhesives was evaluated on H9c2 cardiac myoblast cell line using the MTT assay. The results indicate that the developed GelMA/OMA-PPy/DOPA tissue adhesives are suitable for use in cardiac vascular surgery.
Benzer Tezler
- Polianilin ve polidopamin kopolimerlerinin sentezi, PbI2 ile doplanması ve spektroskopik incelenmesi
Synthesis of polyaniline and polydopamine copolymers, doping with PbI2 and spectroscopic investigation
MERVE HERCAN MAMMAD
Doktora
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiSakarya ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA GÜLFEN
- Nöral doku mühendisliğinde kullanılmak üzere iletken, kendi kendini onarabilen, enjekte edilebilir hidrojel doku iskeleleri
Conductive, self-healing, injectable hydrogel tissue scaffolds for use in neural tissue engineering
GÜLŞAH TORKAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Biyomühendislikİstinye ÜniversitesiKök Hücre ve Doku Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYÇA BAL ÖZTÜRK
- Toluen inhalasyonuna bağlı olarak sıçanlarda testis ve epididimiste meydana gelen yapısal değişikliklere Vitamin C' nin etkisi
The effect of Vitamin C depending toluene inhalation occurs structural changes in rats testes and epididymis
GAMZE YAVAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Histoloji ve EmbriyolojiGazi ÜniversitesiHistoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SUNA ÖMEROĞLU
- Toluen inhalasyonuna bağlı olarak sıçanlarda testis ve epididimiste meydana gelen yapısal değişikliklere E vitamininin etkisi
The effect of Vitamin E depending toluene inhalation occurs structural changes in rats testes and epididymis
MÜGE ÇETİNKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Histoloji ve EmbriyolojiGazi ÜniversitesiHistoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. TAHİR HATİPOĞLU