Osteoartrit kıkırdak rejenerasyonu için PCL/GO kompozit iskelelerin 3D biyoyazıcı ile geliştirilmesı̇ ve karakterizasyonu
Development and characterization of PCL/GO composite scaffolds for osteoarthritis cartilage regeneration by 3D bioprinting
- Tez No: 947781
- Danışmanlar: PROF. DR. CEM BÜLENT ÜSTÜNDAĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Osteoartrit kaynaklı kıkırdak doku hasarlarının tedavisinde, hücresel uyum ve mekanik dayanım açısından doğal dokuya benzer biyomimetik yapıların geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında, osteoartrit tedavisine yönelik olarak grafen oksit (GO) katkılı poli(ε-kaprolakton) (PCL) esaslı kompozit iskeleler üç boyutlu (3B) biyoyazıcı teknolojisi ile üretilmiştir. GO'nun, PCL'in hidrofobik yapısını modifiye ederek yüzey özelliklerini iyileştirmesi ve yapısal stabiliteyi artırması hedeflenmiştir. Üretilen iskeleler, optik mikroskopi ile üretim kalitesi açısından değerlendirilmiş; SEM analizleri, GO'nun matris içerisinde homojen dağıldığını ve daha düzenli bir yüzey morfolojisi sağladığını ortaya koymuştur. PCL ve PCL-GO iskelelerin çizgi kalınlıkları sırasıyla 730.3 ± 174.6 µm ve 566.89 ± 73.1 µm olarak ölçülürken, gözenek boyutları ise 2899.6 ± 163.4 µm ve 2689.89 ± 99.8 µm olarak belirlenmiştir. Karakterizasyon çalışmaları kapsamında yapılan FTIR analizinde, PCL ve GO arasında kimyasal etkileşimleri gösteren karakteristik pik değişimleri gözlemlenmiş; bu etkileşimler, GO'nun PCL matrisi ile bağ kurarak yapıya yeni fonksiyonel özellikler kazandırdığını göstermiştir. XRD analizleri, GO'nun matrise homojen dağıldığını ve kristal yapıda azalma sağladığını doğrulamıştır. DSC analizleri, GO katkısının termal davranış üzerinde etkili olduğunu ve PCL'in erime sıcaklığını 65,74°C'den 60,41°C'ye düşürdüğünü ortaya koymuştur. Mekanik testlerde ise, PCL ve PCL-GO iskelelerinin gerilme dayanımları sırasıyla 1,81 ± 0,87 MPa ve 1,78 ± 0,29 MPa olarak belirlenmiş; ayrıca GO katkısı ile uzama yüzdesi % 266,96'dan % 282,96'ya artmıştır ki GO'nun iskelelerin şekil değiştirme kapasitesi ve mekanik dayanımına katkı sunduğunu göstermektedir. Elde edilen bulgular, PCL/GO kompozit iskelelerin osteoartrit kaynaklı kıkırdak doku kaybının tedavisinde kullanılabilecek biyouyumlu ve yapısal olarak uygun adaylar olduğunu göstermektedir. Bu biyomimetik yapıların, ilerleyen aşamalarda gerçekleştirilecek in vitro ve in vivo hücre çalışmaları için umut vadeden bir temel oluşturduğu düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
The treatment of cartilage tissue damage caused by osteoarthritis requires the development of biomimetic scaffolds that closely mimic the structural and mechanical properties of native tissue. In this thesis, graphene oxide (GO)- incorporated poly(ε-caprolactone) (PCL) composite scaffolds were fabricated using three-dimensional (3D) bioprinting technology for cartilage tissue engineering applications targeting osteoarthritis. The incorporation of GO aimed to improve the surface properties and enhance the structural stability of inherently hydrophobic PCL matrices. The fabricated scaffolds were evaluated for printing quality using optical microscopy; SEM analysis revealed that GO was homogeneously distributed within the matrix and contributed to a more uniform surface morphology. The line thicknesses of the PCL and PCL-GO scaffolds were measured as 730.3 ± 174.6 µm and 566.89 ± 73.1 µm, respectively, while the pore sizes were determined as 2899.6 ± 163.4 µm and 2689.89 ± 99.8 µm. In the scope of characterization studies, FTIR analysis showed characteristic peak shifts indicating chemical interactions between PCL and GO; these findings suggest that GO formed bonds with the PCL matrix and introduced new functional properties to the structure. XRD analysis confirmed that GO was uniformly distributed within the matrix and led to a reduction in crystallinity. DSC analysis demonstrated that GO significantly influenced the thermal behavior of the material, reducing the melting temperature of PCL from 65.74°C to 60.41°C. In mechanical testing, the tensile strengths of PCL and PCL-GO scaffolds were found to be 1.81 ± 0.87 MPa and 1.78 ± 0.29 MPa, respectively, while the elongation percentage increased from 266.96% to 282.96% with GO incorporation, indicating that GO enhanced the deformation capacity and mechanical resilience of the scaffolds. The findings indicate that PCL/GO composite scaffolds are promising candidates for use in cartilage regeneration strategies for osteoarthritis treatment, owing to their biocompatibility and structural suitability. These biomimetic structures are expected to serve as a valuable platform for future in vitro and in vivo studies.
Benzer Tezler
- IgM, IgG ve lgA romatoid faktörlerin değişik artritli hasta gruplarında mikro-ELISA test yöntemiyle ölçülmesi
Başlık çevirisi yok
BAHRİYE KEŞ
- Gonartroz tedavisinde topikal antienflamatuar kullanımı ile birlikte egzersiz tedavisinde alınan sonuçlar
Başlık çevirisi yok
ABDOLHAMİD MASHREGHİ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1988
Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyonİstanbul ÜniversitesiFiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ÖNCEL
- Koksartrozun cerrahi tedavisinde femur üst uç osteotomilerinin endikasyonları, uygulamaları ve geç sonuçları
Başlık çevirisi yok
R.FERRUH İLTER
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1988
Ortopedi ve Travmatolojiİstanbul ÜniversitesiOrtopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN ARITAMUR
- Deneysel osteoartritte erken dönemde gelişen histopatolojik değişiklikler
Başlık çevirisi yok
ÖMER FARUK BİLGEN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1989
Ortopedi ve TravmatolojiUludağ ÜniversitesiOrtopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
- Gonartrozda kesikli ultrasonun etkisi
Başlık çevirisi yok
FERAY COŞKUN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1989
Fiziksel Tıp ve RehabilitasyonDokuz Eylül ÜniversitesiFiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Ana Bilim Dalı