Melatonin loaded chitosan based hydrogels for cartilage regeneration
Kıkırdak doku yenilenmesi için melatonin yüklü chitosan temelli hidrojel yapımı
- Tez No: 872699
- Danışmanlar: PROF. DR. DİLEK KESKİN, PROF. DR. AYŞEN TEZCANER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
İntervertebral disklerde bozulmalar, dünya çapında özellikle ilerleyen yaşla yaygın görülen bir problemdir. Disk boyutunun azalmasıyla görülür, ciddi ağrılara ve sinirsel hastalıklara neden olarak hayat kalitesinin düşmesine sebebiyet verir. Doku mühendisliği uygulamaları; intervertebral disklerin fonksiyonlarının devam etmesini, yenilenmesini, veya yeniden kazanılmasını sağlayan yenilikçi ve ümit verici araçlar sunar. Bu çalışmada, hasarlı intervertebral disklerin tedavisinde kullanma nihai amacıyla enjekte edilebilir chitosan (CS) ve oxide edilmiş maltodextrinden (ox-MD) oluşan, oxide microcrystalline parçacıkları (ox-MCC) ile güçlendirilmiş yeni bir hidrojel scaffoldu geliştirmek amaçlanmıştır. Ayrıca, IVD yapısal bütünlüğünü korumaya yardımcı olan Melatonin (MEL), hidrojel yapısına dahil edildi. Değişik son konsantrasyonlarda CS (%1.5, %2, %2.5), ve ox. MD (%0.5, %0.25, %0.125) hidrojellerde jelleşme süresi, degradasyon, enjekte edilebilirlik ve su tutma gibi yönlerden incelendi. Bu karakteristik özellikler göz önüne alınarak %2 CS-%0.5 ox. MD konsantrasyonu, MCC katılması ve melatonin yüklenmesi deneyleri için seçildi. Farklı oranlarda ox-MCC (%0.5, %0.25, %0.125) hidrojele eklendi. MCC eklenmesi, eklenen miktarla orantılı olarak jelleşme süresini önemli ölçüde düşürdü (33-12 saniye). En yüksek MCC içeren hidrojel komposizyonunun, MCC içermeyen grubun yaklaşık %40'lık oranıyla karşılaştırıldığında, kuru ağırlığını %70-75'e kadar koruma imkanı oldu. Ayrıca, ox-MCC oranını arttırmak hidrojellerin Young Moduli değerlerini de yüksellti (en yüksek MCC konsantrasyonu, Young Moduli değerlerini yaklaşık olarak 6 kat artırarak iyileşme sağladı). Ox.MCC bulunan ve bulunmayan hidrojellerden 3 gün sonunda salınan MEL miktarı sırasıyla %35.29± 2.3 ve %26.65±3.7'a ulaştı. Sığır kuyruğu vertebral dokudan izole edilmiş nucleus pulpous (NP) hücreleriyle yürütülen hücre kültürü testleri, hidrojellerin toksik bir etkisi olmadığını ve melatonin yüklü gruplarda 3. ve 7. deney günlerinde hücre çoğalmasını desteklediklerini gösterdi. Bulgular sonucunda melatonin yüklenmiş (CS%2-ox.MD%0.5-ox.MCC%0.5) hidrojellerin, IVD yenilenmesinde ümit vaad eden bir araç olarak kullanabileceği görüldü.
Özet (Çeviri)
Degeneration in the intervertebral discs (IVD) is a common worldwide health problem that is observed in most populations, especially in older age groups. It occurs as loss of disc height which causes severe pain and neurological disorders thus decreasing the quality of life. Tissue Engineering (TE) offers innovative and promising tools to restore, maintain, or improve the regeneration of intervertebral discs. In this thesis, an injectable chitosan (CS) /oxidized-maltodextrin (ox-MD) hydrogel reinforced with oxidized microcrystalline cellulose (ox-MCCs) was developed with the ultimate aim of treatment of degenerated intervertebral discs. Melatonin (MEL) which helps to protect the structural integrity of IVD structure was also incorporated into the hydrogels. Different final concentrations of CS (1.5%, 2%, 2.5%), and ox. MD (0.5%, 0.25%, 0.125%) in the hydrogel compositions were investigated in terms of gelation time, degradation, injectability, and water uptake. Considering these properties 2%CS-0.5%ox.MD hydrogel was chosen for MCC incorporation and melatonin loading experiments. Different amounts of ox-MCC (0.5%, 0.25%, 0.125%) were incorporated into these hydrogels. MCC addition significantly decreased the gelling time (33 to 12 seconds) in proportion to the increase in MCC. Besides that at the highest MCC-containing composition hydrogels could retain their weight up to 70-75% compared to 40% without MCC. Additionally, increasing ox-MCC content increased the Young Moduli of the hydrogels (the highest MCC content improved the Young Modulus by approximately 6 times). Melatonin release from the hydrogels with and without ox-MCC reached 35.29 % ± 2.3 and 26.65 % ±3.7, respectively at the end of 3 days. Cell culture studies conducted with nucleus pulpous (NP) cells isolated from bovine vertebral tissue showed that hydrogel groups had no toxic effects on cells and they supported proliferation at days 3 and 7 in melatonin-loaded groups. Therefore, melatonin-loaded (CS%2-ox.MD%0.5-ox.MCC%0.5) hydrogels may hold promise for use in the regeneration of IVD.
Benzer Tezler
- Kemik doku mühendisliği yaklaşımında melatoninin rolü: İn vitro çalışmalar
The role of melatonin in bone tissue engineering approach: In vitro studies
DAMLA ÇETİN ALTINDAL
Doktora
Türkçe
2017
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Kolorektal kanser tedavisine yönelik oksaliplatin yüklü melanin nanoparçacıkların geliştirilmesi
Development of oxaliplatin loaded melanin nanoparticles for colorectal cancer treatment
GÜLEYCAN DEDECENGİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Bilim ve Teknolojiİzmir Demokrasi ÜniversitesiBiyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GİZEM KALELİ CAN
DOÇ. DR. SAKİP ÖNDER
- Kemik doku mühendisliğinde melatonin-β siklodekstrin inklüzyon komplekslerinin etkinliğinin araştırılması
Investigation of effectiveness of melatonin-β cyclodextrin inclusion complexes in bone tissue engineering
BEDRİYE TOPAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Bioactive agent loaded hydrogel systems for dental tissue engineering applications
Diş doku mühendisliği uygulamalarına yönelik biyoaktif ajan yüklü hidrojel sistemleri
DENİZ HAZAL ATİLA
Doktora
İngilizce
2021
BiyomühendislikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEN TEZCANER
PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI
- Farklı nanopartiküler sistemler ve polimerik nanofiberler ile hazırlanan kombinasyon ürünlerinin geliştirilmesi
Development of combination products prepared with different nanoparticular systems and polymeric nanofibers
GÜLÇİN ARSLAN AZİZOĞLU
Doktora
Türkçe
2019
Eczacılık ve FarmakolojiEge ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEVSER ÖZGEN ÖZER