Üç boyutlu biyoyazıcı ortamında intervertebral disk dizaynı ve geliştirilmesi
Intervertebral disc design and development in three-dimensional bioprint environment
- Tez No: 895542
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZLEM ÜNLÜER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyokimya, Biyoteknoloji, Kimya, Biochemistry, Biotechnology, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyokimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 152
Özet
İntervertebral disk (IVD), omurganın esnekliğini ve yük taşıma kapasitesini sağlamaktadır. Dejenerasyonu ise IVD'nin biyomekaniği bozarak ağrı ve fonksiyon kaybına yol açmaktadır. Kişiselleştirilmiş biyouyumlu diskler, hastaya özel tedavi imkanı sunmaktadır. Sunulan çalışmanın amacı, L5-S1 vertebral diskin gerçek kadavra verileri temelinde bilgisayar ortamında modellemesini ve kıkırdak hücre dışı matriksi (ECM) kullanarak kişiye özel, üç boyutlu (3D) biyouyumlu disk yapılarını geliştirmektir. Ayrıca, bu yapıların biyomürekkep bileşimini deneysel tasarım ile optimize ederek, 3D biyobasım teknolojisiyle üretimini sağlamaktır. Çalışmanın ilk aşamasında, kadavra literatür verileri kullanılarak 3D yapılı IVD doku iskelesi bilgisayar destekli tasarım (CAD) ile oluşturulmuştur. Ayrıca, L5-S1 diski özel olarak diskin her iki yanındaki kambin üçgenindeki IVD oranları ve boyutlarına göre tasarlanmıştır. IVD doku iskelesi tasarımı stereolitografi (*STL) formatında sunulmuştur. İkinci aşamada, IVD'nin entegrasyonu için, bilgisayar destekli üretim (CAM) ve biyomürekkep bileşiminin belirlenmesi için tam faktöriyel deneysel tasarım kullanılmıştır. Deneysel tasarımla en ideal biyomürekkep kombinasyonu belirlenerek kişiye özgü 3D biyobasımda yüksek hassasiyet ve etkinlik sağlanmıştır. Son aşamada, deneysel tasarım ile belirlenen biyomürekkep bileşimi kullanılarak 3D biyobasımı yapılan kişiye özgü L5-S1 omur diskinin, ditirozin ve zein çapraz bağlayıcıları varlığındaki etkinliği, reolojik analizler ve biyouyumluluk çalışmaları ile belirlenmiştir. Çalışmalar sonunda, 3D biyobasımla oluşturulan kişiye özgü doku iskelelerinin optimum biyomürekkep bileşiminin deneysel tasarımla belirlenmesi, doğal mikro çevrenin oluşturulmasında zaman ve maliyeti en aza indirgemiştir. Ayrıca, operasyon öncesi planlamaya olanak tanımaktadır. Bu nedenle, sunulan çalışma biyoteknolojik açıdan oldukça yüksek bir etkiye sahiptir.
Özet (Çeviri)
The intervertebral disc (IVD) provides flexibility and load-bearing capacity of the spine. IVD degeneration disrupts the biomechanics of the spine, causing pain and loss of function.Personalized biocompatible discs provide treatment according to patient needs. The aim of the presented study is to develop personalized, three-dimensional (3D) biocompatible disc constructs using computer modeling of L5-S1 vertebral disc based on real cadaveric data and cartilage extracellular matrix (ECM). In addition, to optimize the bioink composition of these constructs with experimental design and to produce them using 3D bioprinting technology. In the first phase of the study, a 3D IVD scaffold was designed using cadaver data using computer aided design (CAD). The L5-S1 disc was custom-created according to the cambin triangle and the design was presented in stereolithography (*STL) format. In the second stage, IVD integration was performed with computer-aided manufacturing (CAM) and bioink composition was determined with full factorial design. With the most ideal combination, high precision and efficiency were achieved in personalized 3D bioprinting. In the final stage, the effectiveness of the personalized L5-S1 vertebral disc produced by 3D bioprinting method with the experimental bioink composition, using dityrosine and zein crosslinkers, was evaluated by rheological analysis and biocompatibility tests. Determining the optimum bioink composition of personalized tissue scaffolds formed with 3D bioprinting with the experimental design minimized the time and cost in mimicking the natural microenvironment. In addition, it allows pre-operative planning. Therefore, the presented work has a very high impact for biotechnological aspect.
Benzer Tezler
- Üç boyutlu biyoyazıcıda koyun ve sentetik hidroksiapatit matrisli MgO VE Al2O3 takviyeli biyomalzeme uygulamalarının gerçekleştirilmesi
Implementation of MgO AND Al2O3 reinforced biomaterials with sheep and synthetic hydroxyapatite matrix in a three-dimensional bioprinter
AYSU AKILLI ARI
Doktora
Türkçe
2022
BiyomühendislikKarabük ÜniversitesiEndüstriyel Tasarım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HATİCE EVLEN
DOÇ. DR. NERMİN DEMİRKOL
- Üç boyutlu biyo yazıcı ile kompleks geometride büyük ölçekli insan damar doku eldesi
3D bioprinting of complex and large-scale human vessel tissue substitute
LEVENT AYDIN
- Hidrojel biyomürekkepler ile 3 boyutlu yapıların oluşturulması ve civciv koryoallantoik membran modelinde anjiyogeneze etkilerinin araştırılması
Creation of 3D structures with hydrogel bioinks and investigation of effects on angiogenesis in chick chorioallantoic membrane mode
EMİNE HİLAL YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyokimyaBaşkent ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ORHAN ERDEM HABERAL
- Path planning and topology optimization for biomimetic three-dimensional bioprinting
3 boyutlu biyo-basım için basım yolu hesaplanması ve topoloji optimizasyonu
CAN KÜÇÜKGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
BiyomühendislikSabancı ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAHATTİN KOÇ
- Ekstraselüler matriksin hücre yaşlanması üzerindeki etkisinin hücre kültürü temelli modelle değerlendirilmesi
Evaluation of the effects of extracellular matrix on cellular aging using a cell culture-based model
DİLARA YAŞAROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Tıbbi Biyolojiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaTıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜJGAN CENGİZ