In vitro and in vivo evaluation of polymer matrixbiocomposites with various reinforcement materialsand fabrication methods
Farklı takviye malzemeleri ve üretim yöntemleriylehazırlanan polimer matrisli biyokompozitlerin in vitrove in vivo değerlendirilmesi
- Tez No: 949024
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HATİCE EVLEN, PROF. DR. UMIDA ZIYAMUKHAMEDOVA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 138
Özet
Bu doktora çalışması, kemik doku mühendisliği uygulamaları için Titanyum alaşımı (Ti6Al4V, Ti64) ve Bakır (Cu) ile güçlendirilmiş PLA bazlı polimer matrisli biyokompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonuna odaklanmaktadır. Çalışmanın amacı, iki farklı katkılı üretim yöntemi kullanılarak biyouyumlu, mekanik olarak dayanıklı ve düşük maliyetli iskele yapıları üretmektir: Fused Deposition Modeling (FDM) ve Biyobaskı (Bioprinting). Bu kapsamda üç numune grubu hazırlanmıştır: Saf PLA ve değişen oranlarda (%0.1– 0.5) Ti64 içeren PLA/Ti64 kompozitleri, aynı oranlarda Cu içeren PLA/Cu kompozitleri ve önceki iki gruptan elde edilen en iyi sonuçların birleştirilmesiyle oluşturulan“En İyi Sonuç”(Ternary alloy) grubu (içeriğinde %0.3 Ti64 ve %0.2 vii Cu). FDM yöntemi için özel filamentler üretilirken, biyobaskı için uygun bir biyomürekkep formülasyonu hazırlanmıştır. Yapısal karakterizasyon çalışmaları kapsamında Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılımlı X-Işını Spektroskopisi (EDS), element haritalama ve X-Işını Difraksiyonu (XRD) analizleri gerçekleştirilmiş, Ti64 parçacıklarının PLA matrisi içerisinde homojen dağıldığı doğrulanmıştır. Ti64 ve Cu katkısı mekanik dayanımı artırmış olsa da, bu değer saf PLA'nınkini aşmamıştır. Simüle Vücut Sıvısı (SBF) testleri, iskele yüzeylerinde başarılı apatite oluşumu ile biyolojik etkinliği kanıtlamıştır. FDM ve biyobaskı yöntemleri arasında gözenek yapısı ve yüzey özellikleri bakımından farklılıklar gözlemlenmiş, bu da mekanik ve biyolojik performansı etkilemiştir. Yapılan hücre kültürü ve hayvan testleri, elde edilen yapıların biyouyumlu olduğunu doğrulamıştır. Sonuç olarak, geliştirilen PLA/Ti64, PLA/Cu ve PLA/Ti64/Cu kompozitleri yapısal ve biyolojik açıdan umut verici özelliklere sahip olup, kemik yerine kullanılabilecek uygun aday malzemeler arasında yer almaktadır. Ucuz ve erişilebilir üretim potansiyeli sayesinde rejeneratif tıp ve implant teknolojilerinde gelecekte önemli uygulamalara zemin hazırlamaktadır.
Özet (Çeviri)
This doctoral research focuses on the development and characterization of PLA-based polymer matrix biocomposites reinforced with Titanium alloy (Ti6Al4V, Ti64) and Copper (Cu) for bone tissue engineering applications. The goal was to fabricate costeffective, biocompatible, and mechanically stable scaffolds using two different additive manufacturing techniques: Fused Deposition Modeling (FDM) and Bioprinting. Three groups of samples were prepared: Pure PLA and PLA/Ti64 with varying ratios (0.1–0.5%), PLA/Cu with the same proportions, and a third“Ternary alloy”group combining the optimal Ti64 and Cu contents (0.3% Ti64 and 0.2% Cu). Filament v production was used for FDM, while bioink formulation was utilized for bioprinting to fabricate scaffold structures. Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), elemental mapping, and X-Ray Diffraction (XRD) analyses confirmed uniform dispersion of Ti64 particles within the PLA matrix. Although compressive strength changed with Ti64 and Cu addition, it remained slightly lower than that of pure PLA. Simulated Body Fluid (SBF) immersion tests demonstrated successful apatite formation on scaffold surfaces, confirming their bioactivity. Comparative analysis between FDM and Bioprinting showed differences in pore architecture and surface characteristics, which influenced the mechanical performance and biological response. In vitro cell culture and in vivo testing further validated the biocompatibility of the developed scaffolds. Overall, the study highlights that PLA/Ti64, PLA/Cu and PLA/Ti64/Cu scaffolds possess favorable structural and biological properties, making them strong candidates for bone replacement materials. Their affordable fabrication potential and compatibility with current tissue engineering practices suggest valuable applications in future regenerative medicine and implant technology.
Benzer Tezler
- Vasküler doku iskelelerinin in vitro ve in vivo değerlendirilmesi
In vitro and in vivo evaluation of vascular scaffolds
MEHMET BİRER
Doktora
Türkçe
2022
Eczacılık ve FarmakolojiGazi ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FÜSUN ACARTÜRK
- Hareket hastalığında (taşıt tutması) nazal yoldan ilaç uygulanmasının in vitro ve in vivo değerlendirilmesi
In vitro and in vivo evaluation of nasal drug administration in motion sickness
CANSEL KÖSE ÖZKAN
Doktora
İngilizce
2007
Eczacılık ve FarmakolojiGATAFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. YALÇIN ÖZKAN
- Çürük lezyonlarının mekanik olarak kaldırılmasında kullanılan yeni bir enstrümanın in vivo vein vitro değerlendirilmesi
In vivo and in vivo evaluation of new enstrument used in mechanical removal of caries lesions
ELGİN ERDEMLİ
- SARS-CoV-2 spike proteini içeren kitozan yapılı intranazal alt birim aşı formülasyonlarının geliştirilmesi ve İn Vitro-İn Vivo değerlendirilmesi
Development and In Vitro-In Vivo evaluation of SARS-CoV-2 spike protein containing chitosan-based intranasal subunit vaccine formulations
SETENAY ÖZER ÖNDER
Doktora
Türkçe
2025
Eczacılık ve FarmakolojiMarmara ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TİMUÇİN UĞURLU
- Karbamazepin içeren kontrollü salım sağlayan (oral ve biyoadheziv) tabletlerin formülasyonu ve in vitro/in vivo değerlendirilmesi
Formulation and in vitro/in vivo evaluation of contrelled release carbomozepine (oral and bioadhesive) tablets
GÜLCAN İKİNCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Eczacılık ve FarmakolojiHacettepe ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILMAZ ÇAPAN