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: Biyomühendislik, Biyokimya, Bioengineering, Biochemistry
- Anahtar Kelimeler: Biyokimya, Biyomalzemeler, Biyomedikal mühendisliği, Biyoteknoloji, Elektromanyetik alanlar, Hücre farklılaşması, Hücre yapısı, Kök hücreler, Yüzey özellikleri, İmmünositokinler, Biochemistry, Biomaterials, Biomedical engineering, Biotechnology, Electromagnetic fields, Cell differentiation, Cell structure, Stem cells, Surface properties, Immunocytokines
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Biyomedikal Mühendislik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
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
- Bor-magnezyum-vanadyum içeren biyoaktif camların üretimi, termal özelliklerinin incelenmesi ve kompozit membranlarının üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication boron-magnesium-vanadium containing bioactive glasses investigation thermal properties fabrication and characterisation composite membrane
AYNUR ÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVİL YÜCEL
PROF. DR. YEŞİM MÜGE ŞAHİN
- Biopolyester / natural polymer blends for biomedical applications
Biyomedikal uygulamalar için biyopoliester / doğal polimer harmanları
CANSU ÜLKER TURAN
Doktora
İngilizce
2022
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATOŞ YÜKSEL GÜVENİLİR
- 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
- Lokal sığır amniyon sıvısı uygulamasınınrat tibiyalarına yerleştirilen farklı yüzeyli implantların osseointegrasyon düzeyine etkisinin biyomekanik incelenmesi
Biomechanical investigation of the effect of local bovine amniotic fluid application on osseointegration of implants with different surfaces placed in rat tibia
MUTLU HAMALİ MUNİROĞLU
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2026
Diş HekimliğiFırat ÜniversitesiPeriodontoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERKAN DÜNDAR
- 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
Doktora
Türkçe
2005
Tıbbi BiyolojiHacettepe ÜniversitesiTıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. AHMET KART