Geri Dön

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

PDF İndir

  1. Tez No: 947781
  2. Yazar: ALPAY KÖSE
  3. Danışmanlar: PROF. DR. CEM BÜLENT ÜSTÜNDAĞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 60

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

  1. Tez No

    689089

    Kondrogenez sürecinde insan sinoviyal sıvı kaynaklı mezenkimal kök hücre (iSS-MKH) ve iSS-MKH-eksozomlarındaki mikro RNA-155 ekspresyonu

    Micro RNA-155 expression in human synovial fluid derived mesenchymal stem cells (hSF-MSC) and hSF-MSC's exosomes during chondrogenesis process

    HAYA FAYEZ REZIQ ERYBEH

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    BiyolojiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Biyolojik Bilimler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEDİHA CANBEK

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR UYSAL

  2. Tez No

    592611

    Mekanik olarak oluşturulan deneysel gonartroz modelinde interlökin-1 reseptör antagonisti ile kortikosteroid etki düzeyinin karşılaştırması:Tavşan modeli

    Comparison of the effect of interleukin-1 receptor antagonist with the effect of corticosteroids at the mechanically induced experimental gonarthrosis: Rabbit model

    HÜSEYİN EMRE TEPEDELENLİOĞLU

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Ortopedi ve TravmatolojiGazi Üniversitesi

    Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EMİN ERTUĞRUL ŞENER

  3. Tez No

    416387

    Development and characterization of injectable alginate/sericin/chondroitin sulphate microspheres for cartilage tissue engineering

    Kıkırdak doku mühendisliği için aljinat/serisin/kondroitin sülfat mikrotaşıyıcı sistemlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu

    NİL GÖL BERKER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DİLEK KESKİN

  4. Tez No

    852476

    Diz osteoartriti olan hastalarda serum nesfatin-1 ve insan kıkırdak glikoprotein-39 (YKL-40) seviyesi ile ultrasonografik bulgular arasındaki korelasyon, Platelet Rich Plazma (PRP) tedavisinin serum YKL-40 ve nesfatin-1 düzeylerine etkisi

    Correlation between serum nesfatin-1 and human cartilage glycoprotein-39 (YKL-40) levels and ultrasonographic findings in patients with knee osteoarthritis, effect of Platelet Rich Plasma (PRP) treatment on serum YKL-40 and nesfatin-1 levels

    DUYGU GÖKBELEN BİLEN

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Fiziksel Tıp ve RehabilitasyonSağlık Bilimleri Üniversitesi

    Fizik Tedavi ve Rehabilitasyon Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAVVA TALAY ÇALIŞ

  5. Tez No

    615254

    Tavşan temporomandibuler eklem modelinde iatrojenik eklem harabiyeti tedavisinde pzp uygulamasının saf kan ve salinle karşılaştırmalı etkisinin araştırılması

    Investigation of comparative effect of prp application on pure blood and saline in the treatment of iatrogenic joint damage in a rabbit temporomandibular joint model

    TUNÇ TUNÇBİLEK

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Plastik ve Rekonstrüktif CerrahiSağlık Bilimleri Üniversitesi

    Plastik Rekonstrüktif ve Estetik Cerrahi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GAYE FİLİNTE

Geri Dön