Metal organik kafes yapılar ile modifiye edilmiş implantların hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of implants modified with metal organic frameworks
- Tez No: 947306
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞE KARAKEÇİLİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Kimya Mühendisliği, Bioengineering, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
Kemik doku kayıpları, travma, tümör rezeksiyonu veya dejeneratif hastalıklar gibi çeşitli nedenlerle ortaya çıkabilmektedir. Kemik dokusunda meydana gelen bu sorunlar mevcut tedavi yöntemleri ile etkili olarak çözümlenemediği ve sağlık sektöründe yük oluşturduğu için yenilikçi tedavi yöntemleri geliştirmeyi amaçlayan kemik doku mühendisliği yaklaşımları giderek ön plana çıkmaktadır. İmplant malzemesi olarak üstün mekanik özellikleri ve biyouyumlulukları nedeniyle tercih edilen titanyum ve titanyum alaşımlarında yüzey biyointegrasyonu sınırlı kalabilmekte ve uzun vadede transplantasyonun başarı oranlarını olumsuz etkileyebilmektedir. Bu tez çalışmasında titanyum yüzeylerin osteojenik etkinliğini artırmak için çinko (Zn) ve zirkonyum (Zr) iyonları içeren metal organik kafes (MOF) yapıları ile fonksiyonelleştirilmiş yüzey modifikasyonu stratejisi geliştirilmesi amaçlanmıştır. Titanyum yüzeyler öncelikle alkali ısıl işlem ile aktive edilmiş, ardından polidopamin (PDA) kaplaması ile fonksiyonelleştirilmiştir. Zn iyonu içeren ZIF-L ve Zr iyonu içeren UiO-66 nanokristalleri üzerinde büyütme ve süspansiyon yoluyla kaplama yöntemleri kullanılarak titanyum yüzeylere kaplanmıştır. Nanokristallerin antibakteriyel aktivite belirlemek amacıyla gerçekleştirilen deneylerde test edilen suşlar üzerinde UiO-66 nanokristallerinin antibakteriyel etkisinin olmadığı görülmüştür. ZIF-L nanokristalinin kaplı olduğu titanyum implantlarının antimikrobiyal aktivitesi de test edilmiş ve toz halinin antibakteriyel aktivitesi ile tutarlı sonuçlar alınmıştır. MC3T3-E1 hücre hattı kullanılarak gerçekleştirilen in vitro hücre kültür çalışmalarında ZIF-L ve UiO-66 nanokristallerinin doğrudan titanyum yüzeyinde büyütüldüğü örneklerin yüksek toksisite gösterdiği gözlemlenmiş ve iyi hücre adezyonu ve morfolojisinin %10 (a/h) UiO-66 örneklerde olduğu görülmüştür. Sonuç olarak, ZIF-L'nin antibakteriyel etkinliği umut verici olmakla birlikte biyouyumluluk açısından sınırlayıcı olduğu belirlenmiştir. Buna karşın süspansiyon yoluyla UiO-66 nanokristalinin kaplandığı yüzeyler, düşük sitotoksisite ve osteoblastlar ile uyumlu etkileşimi sayesinde kemik implant uygulamaları için daha uygun bir malzeme olarak öne çıkmaktadır.
Özet (Çeviri)
Bone tissue loss may occur due to various causes such as trauma, tumor resection, or degenerative diseases. Since existing treatment methods are often insufficient to effectively resolve these defects and impose a burden on the healthcare system, bone tissue engineering approaches aimed at developing innovative therapies are gaining prominence. Titanium and its alloys are preferred as implant materials due to their superior mechanical properties and biocompatibility; however, their surface biointegration may remain limited, adversely affecting long-term transplantation success. This thesis aims to develop a surface modification strategy functionalized with metal–organic framework (MOF) structures containing zinc (Zn) and zirconium (Zr) ions to enhance the osteogenic activity of titanium surfaces. Titanium substrates were initially activated by alkali-heat treatment and subsequently functionalized with a polydopamine (PDA) coating. Zn-containing ZIF-L and Zr-containing UiO-66 nanocrystals were coated onto the titanium surfaces using both in situ growth and suspension-based deposition methods. In antibacterial activity assays, UiO-66 nanocrystals showed no effect against the tested strains, whereas ZIF-L-coated titanium implants exhibited antimicrobial performance consistent with that of the ZIF-L powder. In vitro cell culture studies using the MC3T3-E1 cell revealed that surfaces with directly grown ZIF-L and UiO-66 nanocrystals displayed high cytotoxicity, while the best cell adhesion and morphology were observed on UiO-66 surfaces prepared with a 10% (w/v) suspension. Ultimately, although ZIF-L exhibits promising antibacterial properties, its limited biocompatibility poses a restriction. UiO-66-coated surfaces prepared via suspension emerge as more suitable materials for bone implant applications due to their low cytotoxicity and favorable interaction with osteoblasts.
Benzer Tezler
- Investigation of CO2 adsorption performance of spinel oxide & metal-organic structures
Spınel oksıt & metal-organık yapıların CO2 adsorpsıyon performansının araştırılması
DİLARA KÜÇÜKAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER SARIOĞLAN
- Synthesis and characterization of boron-acrylate/SBA-15 polymer composites
Bor-akrilat/SBA-15 polimer kompozitlerinin sentez ve karakterizasyonu
NARGIZ ALIYEVA
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ERSİN SERHATLI
- Synthesis of fullerenol urethane oil composite and its film properties
Fullerenol/Üretan yağı kompozi̇ti̇n üreti̇mi̇ ve özelli̇kleri̇
DENİZ SERTEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET TUNCER ERCİYES
- Detection of Legionella pneumophila using metal-organic framework-808-EDTA in electrochemical immunosensors
Elektrokimyasal immünosensörlerde metal-organik kafes-808-EDTA kullanılarak Legıonella pneumophila tespiti
CANAN BUSE ABDÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULHALİM KILIÇ
DOÇ. DR. İLKE GÜROL