Kemik doku mühendisliği uygulamaları için kalsiyum fosfat esaslı biyoseramiklerden doku iskelesi üretimi ve ürün performanslarının karşılaştırılması
Production of tissue scaffolds from calcium phosphate based bioceramics for bone tissue engineering applications and comparison of product performances
- Tez No: 909026
- Danışmanlar: PROF. DR. AFİFE BİNNAZ HAZAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Mühendislik Bilimleri, Bioengineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
Doku mühendisliği; biyoloji, malzeme bilimi, biyokimya ve klinik tıp gibi bilimsel alanlardan faydalanarak dokuların işlevlerini iyileştirmeyi, sürdürmeyi ve geliştirmeyi amaçlayan disiplinler arası alandır. Kemik doku mühendisliği ise, kemik hasarları için sürdürülebilir tedavi stratejisi geliştirmek amacıyla tıp, biyoloji ve mühendislik bilimleri ile çalışan bir alandır. Kemik hasarları nedeniyle milyonlarca insan etkin bir tedavi yöntemine ihtiyaç duymaktadır. Kemik dokusu küçük boyutlu hasarlarda kendi kendini yenileyebilse de, hastaların yaklaşık %10'unda; kaynamama, geç iyileşme veya yanlış kaynama gibi sorunlar oluşmaktadır. Özellikle kaynamama problemlerinde, greft uygulamaları sıklıkla kullanılmaktadır. Greft türleri arasında; otogreft, allogreft, ksenogreft ve sentetik greftler yer almaktadır. İmmünolojik açıdan üstün avantajlar sunan ve altın standart kabul edilen otogreftler; yüksek morbidite, limitli donör sahası, cerrahi komplikasyon gibi dezavantajlara da sahiptir. Bu nedenle otogreftler, mevcut sorunların hepsine yanıt verememektedir. xiv Sentetik üretim yöntemleri geleneksel ve modern olarak ikiye ayrılmaktadır. Günümüzde; üretim süreçlerinin kolaylığı, düşük maliyet, karmaşık yapıları basitçe üretebilme gibi avantajlar nedeniyle üç boyutlu (3B) baskı gibi modern yöntemler ön plana çıkmaktadır. 3B basım yöntemi ile; kısıtlı donör sahası ve morbidite gibi problemlerin azaltılarak, hızlı ve ekonomik ürünlerin elde edilmesi hedeflenmektedir. Tez çalışması kapsamında; kemik doku iskelelerinin üretiminde, ticari hidroksiapatit (THA) ve stearik asit ile modifiye edilmiş ticari hidroksiapatit (mTHA) seramik tozları kullanılmıştır. Doku iskeleleri, polimerik sünger (PS) ve 3B stereolitografi (SLA) baskı yöntemleri ile üretilmiş ve üretilen numunelerin kimyasal, fiziksel, morfolojik ve mekanik özellikleri karşılaştırılmıştır. Değerlendirmeler sonucunda 3B SLA yöntemi ile üretilen kemik doku iskeleleri hedeflenen özelliklere uygun bulunmuş ve bu numuneler çay ağacı yağı kullanılarak kaplanmıştır. Ardından, kaplamalı ve kaplamasız numunelere hücre canlılığı ve yapışması ile antibakteriyel testler uygulanmıştır. Sonuç olarak; ağırlıkça %51 mTHA içeren 3B SLA yöntemiyle üretilmiş doku iskelesinin; ortalama 5 MPa basma dayanımı, 97 μm-715 μm gözenek boyut aralığı, %84 hücre canlılığı, 72. saat sonunda iyi hücre yapışması, %30 oranında antibakteriyel etki gösterdiği ve tez kapsamında öngörülen hedefleri sağladığı belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Tissue engineering is an interdisciplinary field aiming to improve and develop tissue functions by leveraging knowledge from biology, materials science, biochemistry, and clinical medicine. Bone tissue engineering focuses on developing sustainable treatment strategies for bone injuries, combining insights from medicine, biology, and engineering. Millions of people require effective treatments for bone damage. Although bone tissue can self-regenerate in small injuries, approximately 10% of patients experience complications such as non-union, delayed healing, or malunion. In cases of non-union, graft applications are frequently employed. Types of grafts include autografts, allografts, xenografts, and synthetic grafts. Autografts considered the gold standard due to their superior immunological advantages, present disadvantages such as high morbidity, limited donor sites, and surgical complications. Consequently, autografts do not address all existing issues comprehensively. xvi Synthetic production methods are categorized into traditional and modern techniques. Today, modern methods like three-dimensional (3D) printing are favored due to their advantages, including ease of production, low cost, and the ability to produce complex structures. 3D printing method aims to mitigate problems such as limited donor sites and morbidity while achieving rapid and economical production. In this thesis, commercial hydroxyapatite (THA) and stearic acid-modified commercial hydroxyapatite (mTHA) ceramic powders were used to produce bone tissue scaffolds. Scaffolds were fabricated using polymeric sponge (PS) and 3D stereolithography (SLA) printing methods. The chemical, physical, morphological, and mechanical properties of the produced samples were compared. Evaluations showed that bone tissue scaffolds produced using 3D SLA method met the desired properties and were coated with tea tree oil. Both coated and uncoated samples underwent cell viability, adhesion, and antibacterial tests. 3D SLA method produced scaffolds containing 51% mTHA by weight, 160 μm-1020 μm pore size range, demonstrating average compressive strength of 5 MPa, 84% cell viability, good cell adhesion at 72 hours, and 30% antibacterial effect, meeting thesis's objectives.
Benzer Tezler
- Hidroksiapatit biyoseramiklerin biyomedikal uygulamaları
Biomedical application of hydroxyapatite bioceramics
AHMET PASİNLİ
Doktora
Türkçe
2004
Makine MühendisliğiCelal Bayar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. SAMİ AKSOY
- Doku mühendisliğinde kullanılacak yeni polimerik biyomalzemelerin geliştirilmesi
Development of novel biomaterials for tissue engineering applications
ZÜMRÜT SEDEN AKDEMİR
Doktora
Türkçe
2009
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLHAN KAYAMAN APOHAN
- Biyomimetik hidroksiapatit ile kaplanmış kitosan kriyojellerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of biomimetic hydroxyapatite coated chitosan cryogels
FATMA ÖFKELİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya MühendisliğiMersin ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİMET KARAGÜLLE
- Synthesis and characterization of graphene oxide-based self-healable nanocomposite hydrogels
Grafen oksit esaslı kendini onaran nanokompozit hidrojellerin sentezi ve karakterizasyonu
EZGİ BERFİN ÇEPER
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN GÜNEY
- Development of antibacterial coatings on titanium based biomaterials
Titanyum esaslı biyomalzemeler üzerinde antibakteriyel kaplamalar geliştirilmesi
DİLEK TEKER AYDOĞAN
Doktora
İngilizce
2022
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU