Kitosan ile modifiye edilmiş hidroksiapatit/zirkonya/45S5 biyocam kompozit kemik iskelesinin 3D yazıcı kullanılarak üretimi: Mekanik ve biyolojik özellikler
Fabrication of chitosan-modified hydroxyapatite/zirconia/45S5 bioglass composite bone scaffold using 3D printing: Mechanical and biological properties
- Tez No: 946183
- Danışmanlar: PROF. DR. BÜLENT AKTAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Bioengineering, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Harran Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 195
Özet
Bu tez çalışmasında, kemik doku mühendisliğinde kullanılmak üzere yüksek mekanik dayanıma, biyouyumluluğa ve antibakteriyel özelliklere sahip hidroksiapatit (HA) esaslı biyoseramik kemik iskeleleri geliştirilmiştir. Çalışmanın temel amacı; HA'ya 3Y-TZP zirkonya ve 45S5 biyocam katkıları yaparak hem mekanik hem biyolojik özellikleri iyileştirmek, ayrıca kitosan kaplama ile antibakteriyel etkinlik kazandırılmış numuneleri DLP tipi 3D yazıcı teknolojisiyle üretmektir. Çalışma kapsamında üç farklı kompozisyon (HA/ZrO₂ - HZ, HA/45S5 - HG, HA/ZrO₂/45S5 - HZG) hazırlanmış ve fiziksel, yapısal, mekanik ve biyolojik özellikleri kapsamlı şekilde değerlendirilmiştir. 3D yazıcı ile üretilen numuneler, süngerimsi kemik dokusunu taklit eden >500 µm gözenek boyutu ve >90% poroziteye sahip olup, 1250 °C'de sinterlenerek yüksek yoğunluklu bir yapı elde edilmiştir. En başarılı sonuçları veren HZG numuneleri, özellikle HZG-3 örneklerinde 281,2 MPa basma dayanımı, 68,07 MPa eğilme dayanımı ve 1,25 MPa·m⁰·⁵ kırılma tokluğu ile katkısız HA numunelerine göre sırasıyla %66, %368 ve %44 oranlarında iyileşme sağlamıştır. Bu değerler, geliştirilen iskelelerin süngerimsi kemik dokusuna mekanik açıdan uygunluk gösterdiğini ortaya koymaktadır. Sitotoksisite analizlerinde HZG-5 numunesi %95,46 hücre canlılığı sergilemiş ve SEM analizlerinde hücrelerin yüzeylere güçlü şekilde tutunduğu ve filopod-lamellipod yapıları oluşturduğu gözlenmiştir. Ayrıca kitosan kaplama ile antibakteriyel özellik kazandırılan HZG+C numunesi, E. coli ve S. aureus bakterilerine karşı anlamlı düzeyde canlı bakteri sayısını azaltmıştır (p
Özet (Çeviri)
In this thesis, hydroxyapatite (HA) based bioceramic bone scaffolds with high mechanical strength, biocompatibility and antibacterial properties were developed for use in bone tissue engineering. The main purpose of the study was to improve both mechanical and biological properties by adding 3YTZP zirconia and 45S5 bioglass to HA, and to produce samples with chitosan coating and antibacterial activity using DLP type 3D printer technology. Within the scope of the study, three different compositions (HA/ZrO₂ - HZ, HA/45S5 - HG, HA/ZrO₂/45S5 - HZG) were prepared and their physical, structural, mechanical and biological properties were evaluated comprehensively. The samples produced with the 3D printer had a pore size of >500 µm and >90% porosity, which mimic the cancellous bone tissue, and a high density structure was obtained by sintering at 1250°C. The HZG samples, which gave the most successful results, especially in the HZG-3 samples, achieved 281.2 MPa compressive strength, 68.07 MPa flexural strength and 1.25 MPa m⁰⁵ fracture toughness, with improvements of 66%, 368% and 44%, respectively, compared to the HA samples without additives. These values reveal that the developed scaffolds are mechanically compatible with cancellous bone tissue. In cytotoxicity analyses, the HZG-5 sample exhibited 95.46% cell viability, and in SEM analyses, it was observed that the cells adhered strongly to the surfaces and formed filopod-lamellipod structures. In addition, the HZG+C sample, which was given antibacterial properties with chitosan coating, significantly reduced the number of live bacteria against E. coli and S. aureus bacteria (p
Benzer Tezler
- Surface modification of titanium substrates with nano hydroxyapatite coated chitosan microspheres
Nano hidroksiapatit kaplı kitosan mikroküreler ile titanyum malzeme yüzeylerinin değiştirilmesi
BURCU DOYMUŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA NEŞE KÖK
DR. ÖĞR. ÜYESİ SAKİP ÖNDER
- Zoledronik asit modifiye stronsiyum/hidroksiapatit nanopartikül içeren hidrojellerin geliştirilmesi
Development of zoledronic acid modified hydroxyapatite/strontium nanoparticles containing hydrogel
ALKİN ÖZGEN
Doktora
İngilizce
2025
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİL MURAT AYDIN
- Yeni bir biyonanokompozit ile modifiye edilmiş titanyum implant alaşımlarının biyouyumluluk, yüzey ve korozyon özelliklerinin incelenmesi
An investigative study of the biocompatibility, surface and corrosion properties of titanium alloys modified with a novel bionanocomposite
UMUT BESKAN
- Smart ph and thermosensitive injectable hydrogels: Chitosan – hydroxyapatite – heparin based functionalised biomaterials for bone regeneration
Akıllı, pH ve sıcaklığa duyarlı, enjekte edilebilir hidrojeller: Kemik yenilenmesi için kitosan – hidroksiapatit – heparin bazlı fonksiyonel biyomalzemeler
FATMA ZEHRA KOÇAK
Doktora
İngilizce
2021
BiyomühendislikLancaster UniversityMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. IHTESHAM UR REHMAN
- Construction of a functional biodegradable bone tissue engineering scaffold for enhanced biomineralization
Biyomineralizasyonu tetikleyen, fonksiyonel ve biyobozunur bir kemik doku mühendisliği iskelesi yapımı
İNAS ÖZCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA NEŞE KÖK
