Kemik doku mühendisliği için gümüş ve mangan iyon katkılı biyoaktif cam yapısının geliştirilmesi ve in vitro davranışlarının incelenmesi
Development of silver and manganese ion-enhanced bioactive glass structure for bone tissue engineering and investigation of its in vitro behaviors
- Tez No: 927098
- Danışmanlar: PROF. DR. SEVİL YÜCEL, DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ CAN ÖZARSLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Biyoaktif cam, Gümüş (Ag), Mangan (Mn), Sol-jel metot, Bioactive glass, Silver (Ag), Manganese (Mn), Sol-gel method
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyoteknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
Kemik doku, dış etkiler ve yaşlanma sürecinin etkisiyle hasar görebilmektedir. Bu tür durumların tedavisinde biyoaktif camlar (BC), iyileşme sürecini destekleyerek etkili rol oynamaktadır. Kemik doku mühendisliğinde travma sonrası kemikte dokusunun yenilenmemesi ve enfeksiyon önemli problemler arasındadır. BC'lar biyouyumluluk ve biyobozunurluk özelliklerinin yanında osteogenez ve anjiyogenezi teşvik eder bu sayede kemikleşmeyi destekleyerek, hasar gören bölgenin yenilenme sürecine katkı sağlar. Bu özellikleri sayesinde BC'lar ortopedi uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Kemik doku onarım tedavilerinde, BC'lardan salınan metal iyonların biyolojik aktivitesinden yararlanıldığı için klasik BC'lara periyodik tablodaki çeşitli elementlerin etkilerinin incelenmesine devam edilmektedir. Bu çalışmada, sol-jel yöntemiyle SiO2–Na2O– CaO–P2O5 yapısına çeşitli kombinasyonlarda AgO ve/veya MnO ekleyip, farklı biyoaktif camların üretimi gerçekleştirilmiştir. Osteojenik farklılaşma ve kemik mineralizasyonu üzerindeki Mn potansiyelini doğrulamak için daha ileri değerlendirmeler gerekli olmaya devam etmektedir. Ag(gümüş) ise antibakteriyel özellik sağlamaktadır. Elde edilen katkılı BC'ların kompozisyonları XRF analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Kemik dokuda metalik iyonların etkilerini gözlemlemek için BC'lar daha sonra YVS (Yapay Vücut Sıvısı) içerisinde belirli sürelerde bekletilmiştir. YVS inkübasyon sonrası BC'ların yüzeyinde oluşabilecek Ca-P tabakasının belirlenmesi amacıyla FTIR, yüzey morfolojisindeki değişimleri incelemek için SEM-EDS analizleri yapılmıştır. Ayrıca XRD analizleri yüzeyde oluşan Ca-P tabakası belirlenmiştir. Elde edilen YVS öncesi ve sonrası sonuçlar değerlendirildiğinde, metal katkılı özgün kompozisyona sahip BC'ların biyoaktivite özelliği sergilediği gözlemlenmiştir. ICP-OES sonuçları biyoaktiviteyi doğrulayacak şekilde sonuçlanmıştır. Üretilen bütün camların in vitro hücre canlılığı testine göre, belirli bir konsantrasyona kadar biyouyumlu olduğu gözlemlenmiştir. Ek olarak, Ag katkılı biyoaktif camların antibakteriyel özellik gösterdiği belirlenmiştir. Sonuç olarak, çalışma kapsamında üretilen metal katkılı BC'lar kemik doku mühendisliği uygulamalarında potansiyel bir greft malzemesi olarak kullanılabileceği değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Bone tissue can be damaged due to external factors and the aging process. In the treatment of such conditions, bioactive glasses (BGs) play an effective role by supporting the healing process. In bone tissue engineering, the failure of tissue regeneration and infection after trauma are among the major problems. In addition to their biocompatibility and biodegradability, BGs promote osteogenesis and angiogenesis, thereby supporting bone formation and contributing to the regeneration of the damaged area. Due to these properties, BGs are widely used in orthopedic applications. Since the biological activity of metal ions released from BGs is utilized in bone tissue repair treatments, investigations on the effects of various elements from the periodic table on conventional BGs are ongoing. In this study, different bioactive glasses were synthesized using the sol-gel method by incorporating AgO and/or MnO into the SiO₂–Na₂O–CaO–P₂O₅ structure in various combinations. Further evaluations remain necessary to confirm the potential of Mn in osteogenic differentiation and bone mineralization. Silver (Ag) provides antibacterial properties. The compositions of the obtained doped BCs were carried out by XRF analysis. To observe the effects of metallic ions in bone tissue, BGs were incubated in Simulated Body Fluid (SBF) for specific durations. After SBF incubation, FTIR analysis was conducted to identify the Ca-P layer formation on the BG surface, while SEM-EDS analyses were used to examine morphological changes. Additionally, XRD analyses confirmed that the Ca-P layer formed on the surface was crystalline hydroxyapatite (HA). When the results before and after SBF incubation were evaluated, it was observed that metal-doped BGs exhibited bioactive properties. ICP-OES results further confirmed the bioactivity. According to in vitro cell viability tests, all synthesized glasses demonstrated biocompatibility up to a certain concentration. Furthermore, Ag-doped bioactive glasses exhibited antibacterial properties. In conclusion, the metal-doped BGs produced in this study have the potential to be used as graft materials in bone tissue engineering applications.
Benzer Tezler
- Nanocomposite scaffolds containing metal nanoparticles
Metal nanotanecik içeren nanokompozit yapı iskeleleri
AYŞEN AKTÜRK
Doktora
İngilizce
2020
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN
- 45S5 bileşimine sahip ve bakır katkılı biyoaktif camlardan üç boyutlu kompozit yapı iskelesi üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of three dimensional composite scaffolds from 45S5 and copper doped bioactive glasses
NURAY YERLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SADRİYE OSKAY
- Doku mühendisliği için osteokonduktif ve/veya antibakteriyel kompozit nanofiber üretimi
Production of osteoconductive and/or antıbacterıal composite nanofibers for tissue engineering
ASLIHAN SÜSLÜ
Doktora
Türkçe
2014
Metalurji MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜMİT CÖCEN
- Kemik doku rejenerasyonu için ballıbaba ekstraktı ile kaplanmış gümüş nanopartikül katkılı kitosan/ PCL nanofiber üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of chitosan/ PCL nanofibers added silver nanoparticles encapsulated with lamium galeobdolon extract for bone tissue regeneration
TUĞÇE YIRTMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriNecmettin Erbakan ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET AKDEMİR
- Micro-arc oxidation of commercially pure titanium for dental applications
Dental uygulamalarda kullanılan ticari saflıktaki titanyumun mikro-ark oksidasyon işlemi
CEMİL IŞIKSAÇAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU