Synergistic effects of bone surface mimic topography and chemistry on osteogenic stem cell differentiation and osteoimmunomodulation
Kemik yüzey topografyası ve kimyası taklidinin osteojenik farklılaşma ve osteoimmünomodulasyon üzerindeki sinerjik etkileri
- Tez No: 930014
- Danışmanlar: PROF. DR. BORA GARİPCAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyokimya, Biyomühendislik, Biochemistry, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Biyo-Medikal Mühendislik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 121
Özet
“Osteoimmünomodülasyon”terimi, kemik iyileşmesini artırmak için bağışıklık yanıtını düzenlenmesini ifade eder. Osteoimmünoloji, kemik onarımında bağışıklık hücrelerinin önemini vurgular. Geleneksel kemik onarım yaklaşımları, bağışıklık yanıtını göz ardı ederek in vitro ve in vivo ortamlar arasında tutarsızlıklara neden olur. Başarılı kemik rejenerasyonu için uygun osteo-immün ortam gereklidir. Yüzey yükü, gözeneklilik, gözenek boyutu, ıslanabilirlik, biyoaktif iyon salınımı ve yüzey topografyası gibi yüzey ve kütle özellikleri, biyomalzemeler üzerindeki hücre davranışını önemli ölçüde etkiler. Bu özellikler, hücre yapışması, çoğalması, kök hücre farklılaşması ve makrofaj polarizasyonu gibi bağışıklık hücresi davranışlarını etkiler. Bu tez, kemik yüzeyi topografik ve kimyasal özelliklerinin hücre davranışını nasıl etkilediğini, özellikle osteojenik farklılaşma ve osteoimmünomodülasyona etkisini araştırmıştır. Kemiğin doğal yüzey özelliklerini taklit etmek için model Poli-L-Laktik Asit (PLA) membranlar, yumuşak litografi tekniğiyle üretilmiştir. Biyomimikriyi artırmak için BSM PLA membranlar, tip-I kollajen (Col-I) ve hidroksiapatit (HA) ile modifiye edilmiştir. Bu membranların osteojenik farklılaşma üzerindeki etkisi yağ doku kaynaklı mezenkimal kök hücreler (ADMSC) ve osteoimmünomodülasyon üzerindeki etkisi RAW 264.7 makrofaj hücreleri kullanılarak incelenmiştir. HA kaplı BSM PLA membranlar, ADMSC'lerde osteojenik farklılaşmayı teşvik etmiş ve RAW 264.7 makrofaj hücrelerinde sıralı M1 ve M2 makrofaj polarizasyonunu desteklemiştir. Bu bulgular, HA kaplı BSM PLA membranların kök hücrelerde osteojenik farklılaşmayı teşvik ve osteoimmün yanıtı tetikleme kabiliyeti göstererek, gelecekteki biyomalzeme araştırmaları için zemin hazırlamaktadır.
Özet (Çeviri)
The term“osteoimmunomodulation”refers to regulating immune responses to enhance bone healing. Osteoimmunology highlights the significant role of immune cells in bone repair. Conventional bone repair approaches often neglect the immune response, causing discrepancies between in vitro and in vivo environments. A suitable osteo-immune environment is crucial for successful bone regeneration. Surface and bulk properties like surface charge, porosity, pore size, wettability, bioactive ion release, and surface topography significantly affect cell behavior on biomaterials. These features influence cell adhesion, proliferation, stem cell differentiation, and immune cell behavior, including macrophage polarization. This thesis explored how the topographical and chemical characteristics of bone surfaces affect cellular behavior, specifically promoting osteogenic differentiation and enhancing osteoimmunomodulation. Model Poly-L-Lactic Acid (PLA) membranes were produced to mimic natural bone surface properties through soft lithography technique. To enhance biomimicry, BSM PLA membranes were modified with collagen type I (Col-I) and hydroxyapatite (HA). The effect of these membranes on the osteogenic differentiation of adipose-derived mesenchymal stem cells (ADMSC) and on osteoimmunomodulation using RAW 264.7 macrophage cells was examined. HA-deposited BSM PLA membranes promoted osteogenic differentiation in ADMSC and stimulated sequential M1 and M2 macrophage polarizations in RAW264.7 macrophage cells. These results lay the groundwork for future biomaterials research by demonstrating the capability of HA-deposited BSM PLA membranes to promote osteogenic differentiation and stimulate the osteoimmune response.
Benzer Tezler
- Steroid'in HL-60 (insan akut miyeloid lösemi) hücre hattında, apoptoz ve farklılaşma üzerindeki etkisi
The effect of steroid on the apoptosis and differentiation in HL-60 (human acute myeloid leukemia) cell line
AHMET ÖZÇİMEN
- Kemik metastazlarının tedavisinde etkili nanopartikül formülasyonlarının geliştirilmesi, optimizasyonu ve ın vitro değerlendirilmesi
Formulation development, optimisation and in vitro evaluation of nanoparticles effective to bone methastasis
SERHAT KOZLU
Doktora
Türkçe
2017
Eczacılık ve FarmakolojiHacettepe ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILMAZ ÇAPAN
- Biyofiziksel ve biyokimyasal uyaranlarla desteklenmiş doku iskeleleri ile mezenkimal kök hücrelerin osteojenik farklılaşmasının incelenmesi
Investigation of osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells with scaffolds supported by biophysical and biochemical stimulants
ANIL SERA ÇAKMAK
Doktora
Türkçe
2014
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Deneysel periodontitis oluşturulan ratlarda sistemik vitamin K2 ve vitamin D3 uygulamasının alveoler kemik ve dişeti inflamasyonu üzerine etkilerinin değerlendirilmesi
Therapeutic effects of systemic vitamin K2 and vitamin D3 on gingival inflammation and alveolar bone in rats with experimentally induced periodontitis
KÜBRA TARHAN
Doktora
Türkçe
2014
Diş HekimliğiErciyes ÜniversitesiPeriodontoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BANU ARZU ALKAN
- Bor, çinko, magnezyum ve kalsiyum içeren biyoaktif seramik tozların akrilik kemik çimentosunun ısıl ve mekanik özelliklerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of bioactive ceramic powders including boron, zinc, magnesium and calsium on the thermal and mechanical properties of acrylic bone cement
FERYAL SUNAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELİS ÖNEL KAYRAN