Designing a silk-based bilayered membrane with glass particles for dental barrier membrane applications
Dental bariyer membran uygulamaları için cam parçacıkları içeren ipek bazlı çift katmanlı membran tasarlanması
- Tez No: 920263
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BATUR ERCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- 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: 82
Özet
Dental bariyer membranlar (DBMs), alveolar kemik doku hasarının bulunduğu bölgelerde yönlendirilmiş doku rejenerasyonu (GTR) amacıyla yaygın olarak kullanılan biyomedikal malzemeledir. DBM'lar, yumuşak dokunun, göreceli olarak daha yavaş büyüyen kemik dokusunun rejenerasyonunun istendiği bölgelere taşmasını engeller. Bir DBM, yetersiz kemik dokusu bulunan bölgelerdeki kemik dokusunun iyileşme hızı ile uyuşan bir degradasyon hızına ve aynı zamanda bariyer fonksiyonunu yerine getirebilmek için yeterli mekanik özelliklere sahip olmalıdır. Bu tezde, çift katmanlı bir DBM tasarlanıp ve üretilmiştir. Membran başlıca, ipek lifinin iki ana bileşeni olan ipek fibroin (SF) ve ipek serisin (SS) bileşenlerinden oluşmaktadır. Fibroin, nispeten daha düşük bir degradasyon hızına ve üstün mekanik özelliklere sahipken, serisin daha zayıf mekanik özelliklere ve daha yüksek degradasyon hızına sahiptir. Membranın kemik rejenerasyonun gerçekleşeceği tarafındaki katman (BRS), diğer katmana kıyasla daha yüksek bir degradasyon hızı elde etmek amacıyla kütlece 70% SS ve 30% SF oranı içermektedir. Polimer içeriğinın yanı sıra, osteogenezi deteklemek amacıyla sırasıyla molce 6.5% ve 1% kalsiyum ve stronsiyum katkılı cam parçacıkları (GPs) eklenmiştir. Osteojenik iyonlar ile katkılama işlemi, biyolojik işlevlerin geliştirilmesi için yapılmaktadır. Bu katmanda, daha yüksek degradasyon hızı, cam parçacıklarının ortam ile daha hızlı etkileşime girebilmesi için amaçlanmıştır. Yumuşak doku tarafındaki (STS) diğer katman, bariyer fonksiyonunun yeterli süre boyunca korunmasını sağlamak için daha yavaş bir degradasyon hızı ve iyileştirilmiş mekanik özellikler elde etmek amacıyla kütlece 60% SF ve 40% SS içermektedir. DBM, çözücü döküm ve buharlaştırma yöntemiyle üretilmiştir. İkinci katman diğer katman üzerine dökülerek kurutulmuştur. Cam parçacıkları için yapılan Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Optik Emisyon Spektroskopisi (OES), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) ve X-Işını Difraktometresi (XRD) analizleri, amorf parçacıkların yaklaşık 350 nm parçacık boyutu ile başarıyla sentezlendiğini doğrulamıştır. SEM görüntüleri ve AFM sonuçları, parçacıkların membranın yüzeyinde nanoyapılı yüzey pürüzlülüğü yarattığını göstermektedir. Degradasyon testleri, farklı oranlarda SS ve SF kombinasyonu ile üretilen filmlerin, saf SS ve SF'den farklı degradasyon hızlarına sahip olduğunu göstermiştir. Çekme testi, üretilen membranın yeterli bir Young Modülü'ne sahip olduğunu belirtmiştir. MTT sonuçlarından yola çıkılarak, MC3T3-E1 preosteoblast hücrelerinin, GP içeren ve içermeyen çift katmanlı membranlara ekildiğinde, GP içeren membranda hücre proliferasyonunun arttığı gözlemlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, tasarlanan çift katmanlı kompozit membranın DBM uygulamaları için potansiyel bir aday olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Dental barrier membranes (DBM) are widely used biomedical materials in alveolar bone defect sites for guided tissue regeneration (GTR). DBMs prevent soft tissue ingrowth into the area where regeneration of the relatively slower-growing bone tissue is desired. A DBM should have a degradation rate that matches the healing rate of the bone tissue at sites with insufficient bone, and have sufficient mechanical properties to exhibit barrier function. In this thesis, a bilayered DBM was designed and fabricated. The membrane was primarily composed of silk fibroin (SF) and silk sericin (SS), which are the two main components of silk fiber. SF possesses superior mechanical properties with a relatively lower degradation rate, while SS has poor mechanical properties and a relatively higher degradation rate. The layer on the bone regeneration side (BRS) consisted of 70 wt% SS and 30 wt% SF, to achieve a higher degradation rate. Aside from the polymer content, approximately 6.5 mol% and 1 mol% calcium- and strontium-doped glass particles (GPs) were incorporated to promote osteogenesis. Doping with osteogenic ions enhances biological functions. A high degradation rate was intended in this layer to allow the GPs to quickly interact with the juxtapposed bone tissue. The layer on the soft tissue side (STS) was composed of 60 wt% SF and 40 wt% SS to achieve a lower degradation rate and improve mechanical properties to ensure the barrier function for a sufficient period of time. The DBM was fabricated by solvent casting and evaporation method. The second layer was cast onto the other and dried. Scanning Electron Microscopy (SEM), Orbital Emission Spectroscopy (OES), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and X-Ray Diffractometer (XRD) data of GPs confirmed that amorphous particles were successfully synthesized at a particle size of approximately 350 nm. SEM images and AFM results showed that the incorporation of GPs created nanostructured roughness on the surface of the membranes. Degradation test results demonstrated that combining SS and SF in different ratios altered the degradation rates of the films compared to pure SS and SF. Tensile test results indicated that the membrane had a sufficient Young's Modulus. When MC3T3-E1 preosteoblast cells were seeded on the bilayered membranes with and without GPs, cell proliferation on the membrane containing GPs increased. The results cumulatively showed that the designed bilayered composite membrane was a potential candidate for DBM applications.
Benzer Tezler
- Spider orb web, investigating structuralfeatures and using biomimicry for latticedesign
Örümcek daıresel ağının yapısalözelliklerinin araştırılması ve kafestasarımı için bıyomimikri kullanılmasıüzerıne
KORAY YAVUZ
Doktora
İngilizce
2025
Biyofizikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEYMUR JAHANGIROV
DOÇ. DR. RECEP MUHAMMET GÖRGÜLÜARSLAN
- Sanayii yapılarında üretim rolü ve idare bölümü arasındaki biçimleniş özellikleri
Formal properties between the production hall and the adminstration section in the industrial buildings
ÖMER ÇAMOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METE S. ÜNÜGÜR
- Design of biocompatible hydrogels with regions of different chemical and mechanical properties
Farklı kimyasal ve mekanik özellikte bölgeler içeren biyouyumlu hidrojel tasarımları
ASLIHAN ARĞUN
- Toplumsal cinsiyet perspektifinden bir sosyal bilgiler ünitesi tasarımı ve öğretimi
Designing and teaching of a social studies unit from the gender perspective
HÜLYA KARAÇALI TAZE
- Teknik ve akıllı tekstil malzemelerinin geleneksel (konvansiyonel) tekstil ürünleri, formları ve desenlerinde uygulanması
Applications of high-tech and smart materials in textile products, shapes and patterns
SERNA UÇAR
Sanatta Yeterlik
Türkçe
2012
Bilim ve TeknolojiMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiTekstil ve Moda Tasarımı Ana Sanat Dalı
PROF. ZEKİ ALPAN