Geri Dön

Synthesis of hollow hydroxyapatite particles for orhopedic applications

Ortopedik uygulamalar için içi boş hidroksiapatit partikül sentezi

PDF İndir

  1. Tez No: 921255
  2. Yazar: DEFNE ECEM GÜR
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. BATUR ERCAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 66

Özet

Hidroksiapatit (HAp, Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂), kemik dokusunun %70'ini oluşturan biyouyumlu ve biyoaktif bir malzemedir. Bu nedenle, kemik-doku mühendisliği alanında en yaygın kullanılan kemik grefti malzemeleri arasında yer almaktadır. Literatürde, HAp'ın ameliyat sonrası kemik enfeksiyonlarını (osteomiyelit) önlemek amacıyla potansiyel bir antibiyotik yüklü kemik grefti olarak kullanımına yönelik çeşitli çalışmalar bulunmaktadır. Bu çalışmalar umut verici sonuçlar ortaya koysa da antibiyotik yükleme kapasiteleri, antibiyotiklerin HAp partiküllerinin yüzeyine adsorpsiyonu ile sınırlı kalmıştır. Bu nedenle, hem antibiyotik yükleme kapasitesini artıran hem de salınım süresini uzatarak kemik hücre fonksiyonlarını teşvik eden biyoaktif sistemlere duyulan ihtiyaç açıktır. Bu tez çalışmasında, CaCO₃ (vaterit) partikülleri yaş çöktürme yöntemiyle sentezlenmiş ve şablon olarak kullanılmıştır. Daha sonra, vaterit partikülleri üzerine HAp çöktürülerek vaterit@HAp (çekirdek@kabuk) yapısı elde edilmiştir. Vaterit çekirdeğin çözünmesini sağlamak amacıyla asetik asit kullanılmış ve içi boş HAp partikülleri sentezlenmiştir. Elde edilen içi boş HAp partikülleri, kemik enfeksiyonlarının tedavisinde yaygın olarak kullanılan gentamisin antibiyotiği ile yüklenmiştir. Ayrıca, antibiyotik salınım süresini uzatmak amacıyla bu partiküller rhamnolipid (RL) ile kaplanmıştır. Antibiyotik yüklü partiküller (Vaterit@HAp partikülleri, içi boş HAp partikülleri ve RL kaplı içi boş HAp partikülleri), Gram-pozitif Staphylococcus aureus (S. aureus) ve Gram-negatif Escherichia coli (E. coli) suşlarına karşı antibakteriyel etkinlik açısından değerlendirilmiştir. İncelenen tüm zaman noktalarında, gentamisin yüklü RL kaplı içi boş HAp (GRL-HAp) partikülleri, gentamisin yüklü içi boş HAp (G-HAp) ve gentamisin yüklü Vaterit@HAp (G-Vat@HAp) partiküllerine kıyasla daha geniş inhibisyon alanı oluşturarak üstün antibakteriyel performans sergilemiştir. Özellikle, GRL-HAp partikülleri S. aureus karşısında 32 kat, E. coli karşısında ise 4000 kat daha yüksek bakterisidal aktivite göstermiştir. Buna ek olarak, hücresel canlılık sonuçları, HAp, RL-HAp, G-HAp ve GRL-HAp partiküllerinin 0.1 ve 0.01 mg/mL konsantrasyonlarında sitotoksik olmadığını ve gruplar ile TCPS arasında anlamlı bir fark bulunmadığını göstermiştir. Elde edilen sonuçlar, GRL-HAp partiküllerinin kemik enfeksiyonlarının tedavisi açısından umut vadettiğini ortaya koymaktadır.

Özet (Çeviri)

Hydroxyapatite (HAp, Ca10(PO4)6(OH)2), which constitutes 70% of bone tissue, is a bioactive and biocompatible material. Therefore, it is among the most commonly used bone graft materials in bone-tissue engineering. In literature, there are various studies on its use as a potential antibiotic-loaded bone graft to prevent postoperative bone infection (osteomyelitis). Although these studies showed promising results, antibiotic loading capacities were limited with adsorption of the antibiotics onto the HAp particle surfaces. Thus, there is a clear need for bioactive systems that can serve as reservoirs to enhance the antibiotic-loading and prolong its release, while simultaneously inducing bone cell functions for orthopedic applications. In this thesis, CaCO3 (vaterite) particles were synthesized by a wet precipitation method and used as a template. Subsequently, HAp was precipitated onto the vaterite particles to obtaine Vaterite@HAp (core@shell) structure. To dissolve the vaterite core, acetic acid was used, and hollow HAp structure was obtained. Hollow HAp particles were loaded with gentamicin, a widely used antibiotic for bone infection. Additionally, these particles were also coated with Rhamnolipid (RL) to prolong the duration of antibiotic release. Antibiotic loaded particles, including Vaterite@HAp particles, hollow HAp particles, and RL coated hollow HAp particles, were evaluated for their antibacterial efficacy against Gram-positive Staphylococcus aureus (S. aureus) and Gram-negative Escherichia coli (E. coli) strains. At all investigated time points, gentamicin loaded, RL coated hollow HAp (GRL-HAp) particles exhibited superior antibacterial performance, as evidenced by larger inhibition zone diameters compared to the gentamicin loaded hollow HAp (G-HAp) and gentamicin loaded Vaterite@HAp (G-Vat@HAp) particles. Notably, GRL-HAp particles demonstrated up to 32-fold higher bactericidal activity against S. aureus, and more than 4000-fold greater bactericidal activity against E. coli. Furthermore, Cellular viability results demonstrated that HAp, RL-HAp, G-HAp, and GRL-HAp particles were not cytotoxic at 0.1 and 0.01 mg/mL concentrations, and there was no significant difference between groups and TCPS. These results highlight that GRL-Hap particles are promising towards bone infection.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    534146

    Synthesis of CuS containing ferritin nanoparticles and determination of phototermal properties

    CuS içeren ferritin nanopartiküllerin sentezi ve fototermal özelliklerinin belirlenmesi

    TAYYAR ÖZTÜRK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    BiyokimyaSivas Cumhuriyet Üniversitesi

    Nanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FAZLI SÖZMEN

  2. Tez No

    825437

    Siklomatriks poli[siklotrifosfazen-ko-(4,4'-metilenbis(2-metilsiklohekzilamin)] yapılarının sentezi ve kontrollü ilaç salım sistemi olarak kullanımları

    Synthesis of cyclomatrix poly[cyclotriphosphazene-co-(4,4'-methylenebis(2-methylcyclohexylamine)] structures and their use as a controlled drug release system

    ESRA DİLEK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    KimyaÇanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAVA ÖZAY

  3. Tez No

    374753

    Silika nanopartiküllerin yüzey modifikasyonu ve yüzey-başlatıcılı atom transfer radikal polimerizasyonu ile içi boş polimer sistemlerin hazırlanması

    Surface modification of silica nanoparticles and preparation of hollow polymer systems via surface-initiated atom transfer radical polymerization

    DUYGU ERKMEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Polimer Bilim ve TeknolojisiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. VURAL BÜTÜN

  4. Tez No

    485324

    Kısmi yüklü dalgakılavuzları ile mikrodalga cihazı tasarımının ters saçılma ve optimizasyon problemi olarak incelenmesi

    Analysis of partially filled waveguides for the synthesis of microwave devices as an inverse and optimization problem

    AHMET AYDOĞAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FUNDA AKLEMAN YAPAR

  5. Tez No

    379499

    Karbonize edilmiş tavuk tüyü lifi/epoksi kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of carbonized chicken feather fiber / epoxy composites

    YİĞİTALP OKUMUŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Metalurji MühendisliğiAnadolu Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ABDULLAH TUĞRUL SEYHAN

Geri Dön