Geri Dön

Kontrollü ve sıralı büyüme faktörü salımı için manyetik silika/aljinat mikroküreler kullanılarak manyetik duyarlı kemik doku iskelelerinin geliştirilmesi

Development of magnetic sensitive bone tissue scaffolds using magnetic silica/alginate microspheres for controlled and sequential growth factor release

  1. Tez No: 948418
  2. Yazar: GÖRKEM POLAT
  3. Danışmanlar: PROF. DR. YEŞİM SAĞ AÇIKEL
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 133

Özet

Bu tez çalışması, kemik doku mühendisliği alanında, büyüme faktörlerinin kontrollü ve sıralı salımına imkân tanıyan manyetik duyarlı kompozit doku iskelelerinin geliştirilmesini amaçlamaktadır. Geliştirilen sistem, manyetik silika nanopartiküller (MMSN'ler) ve aljinat (ALG) mikrokürelerin kollajen/hidroksiapatit (COL/HA) matrisle birleştirilmesiyle oluşturulmuştur. Böylece, osteojenik (BMP-2) ve anjiyojenik (VEGF) büyüme faktörlerinin fizyolojik zamanlamayla senkronize salımı hedeflenmiştir. Çalışma kapsamında ilk olarak, silika nanopartiküller genişletilmiş gözenek yapısıyla sentezlenmiş, amino grupları ile yüzey modifikasyonu sağlanmış ve sitrik asit kaplı Fe₃O₄ nanopartiküllerle modifiye edilerek MMSN yapılar elde edilmiştir. Ardından, model protein olarak bovin serum albümini yüklenen MMSN'lerin protein taşıma ve salım profili incelenmiştir. Paralel olarak, iyonik çapraz bağlama ile sentezlenen aljinat mikroküreler, büyüme faktörlerinin uzun süreli salımı için tasarlanmıştır. Bu taşıyıcılar, COL/HA matrisle birleştirilerek üç boyutlu gözenekli doku iskeleleri oluşturulmuştur. Karakterizasyon çalışmaları; FT-IR, BET, DLS, VSM, XRD, TGA ve SEM analizleriyle yapılmıştır. Manyetik alan uygulamasıyla yapılan salım çalışmaları, MMSN'lerin tetiklenebilir ve kontrollü protein salımı sağladığını, ALG mikrokürelerin ise erken dönemde başlayan ve sürdürülebilir bir salım profili sunduğunu ortaya koymuştur. MTT testi ile yapılan biyouyumluluk analizleri, doku iskelelerinin hücre canlılığını desteklediğini ortaya koymuştur. Ayrıca RT-qPCR analizleri, geliştirilen sistemin RUNX2, COL1A1, ALP ve OCN genlerinin ekspresyonunu artırarak osteojenik farklılaşmayı teşvik ettiğini göstermiştir. Elde edilen veriler, manyetik alanla tetiklenebilen sistemlerin, büyüme faktörü salımının zamanlamasını hassas biçimde kontrol etmede etkili olduğunu ve sıralı salım stratejisinin osteojenik farklılaşmayı fizyolojik olarak destekleyebildiğini ortaya koymaktadır. Bu yönüyle geliştirilen platform, özellikle kritik boyuttaki kemik defektlerinin onarımı için umut verici bir strateji sunmaktadır. Sonuç olarak, bu tez çalışması, kontrollü ve sıralı büyüme faktörü salımına dayalı, manyetik alana duyarlı kompozit sistemlerin kemik rejenerasyonunu destekleyici etkilerini ortaya koymuş; yeni nesil akıllı doku iskelelerinin geliştirilmesine katkı sağlamıştır.

Özet (Çeviri)

This thesis aims to develop magnetically responsive composite tissue scaffolds that allow controlled and sequential release of growth factors in the field of bone tissue engineering. The developed system is composed of magnetic silica nanoparticles (MMSNs) and alginate (ALG) microspheres combined with a collagen/hydroxyapatite (COL/HA) matrix. Thus, synchronized release of osteogenic (BMP-2) and angiogenic (VEGF) growth factors with physiological timing was targeted. Firstly, silica nanoparticles were synthesized with an expanded pore structure, surface modified with amino groups and modified with citric acid coated Fe₃O₄ nanoparticles to obtain MMSN structures. Then, protein delivery and release profile of MMSNs loaded with bovine serum albumin as a model protein were investigated. In parallel, alginate microspheres synthesized by ionic cross-linking were designed for the prolonged release of growth factors. These carriers were combined with COL/HA matrix to form three-dimensional porous tissue scaffolds. Characterization studies were performed by FT-IR, BET, DLS, VSM, XRD, TGA and SEM analysis. Release studies with magnetic field application revealed that MMSNs provide triggerable and controlled protein release, while ALG microspheres offer an early onset and sustained release profile. Biocompatibility analyses by MTT assay revealed that the scaffolds support cell viability. Furthermore, RT-qPCR analyses showed that the developed system promoted osteogenic differentiation by increasing the expression of RUNX2, COL1A1, ALP and OCN genes. The data revealed that magnetic field-triggered systems are effective in precisely controlling the timing of growth factor release and that a sequential release strategy can physiologically promote osteogenic differentiation. In this respect, the developed platform offers a promising strategy for the repair of critical bone defects. In conclusion, this thesis study has demonstrated the bone regeneration-promoting effects of magnetic field-sensitive composite systems based on controlled and sequential growth factor release and contributed to the development of new generation smart tissue scaffolds.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    259222

    Sequential growth factor delivery from polymeric scaffolds for bone tissue engineering

    Kemik doku mühendisliği amaçlı sıralı büyüme faktörü salan polimerik doku iskeleleri

    PINAR YILGÖR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    BiyomühendislikOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NESRİN HASIRCI

    PROF. DR. VASIF HASIRCI

  2. Tez No

    28292

    Kuru incirlerde küf florası ve aflatoksigenik küflerin saptanması

    Başlık çevirisi yok

    SİBEL BÜYÜKŞİRİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1993

    BiyolojiEge Üniversitesi

    Biyoloji Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İSMAİL KARABOZ

  3. Tez No

    798821

    Nano/mikro yapılı çok bileşenli ve sıralı ilaç salım sıstemlerının diyabetık yaralardakı etkisinin incelenmesi

    Investigation of the effect of nano / micro structured multicomponent and sequential drug delivery systems on diabetic wounds.

    HÜRMET KINALI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    BiyomühendislikHacettepe Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM VARGEL

    PROF. DR. NİHAL AYDOĞAN

  4. Tez No

    935989

    Tavşan matür skar modelinde rekombinant epidermal büyüme faktörü ile ön koşullandırma sonrası kıkırdak greftinin sağ kalımının değerlendirilmesi

    Başlık çevirisi yok

    MUSTAFA TAYGUN OLUKLU

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Plastik ve Rekonstrüktif CerrahiMarmara Üniversitesi

    Plastik Cerrahi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FATMA NİHAL DURMUŞ KOCAASLAN

  5. Tez No

    566756

    Diyabetik ve obez hastalarda serum fibroblast büyüme faktörü-21 (FGF-21) düzeylerinin kemik yapım ve yıkım belirteçleri ile ilişkisi

    Relationship between serum fibroblast growth factor 21 (FGF-21) and bone turnover markers in diabetic and obese patients

    ERHAN ÜNER

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    BiyokimyaMarmara Üniversitesi

    Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖNDER ŞİRİKÇİ

Geri Dön