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: Belirtilmemiş.
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
- Meme kanseri tedavisi için RGD hedefli gen taşıyıcı nanosistemlerin tasarımı, İn Vitro ve İn Vivo değerlendirilmesi
Development of RGD-targeted gene carrier nanosystems for breast cancer treatment: In Vitro and In Vivo evaluation
BÜŞRA CESUR ERGÜN
Doktora
Türkçe
2025
Eczacılık ve FarmakolojiAkdeniz ÜniversitesiTıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DEVRİM DEMİR DORA
- E vitamini'nin farklı topik formülasyon sistemlerinden salımı ve in vitro-in vivo değerlendirilmesi
Release of vitamin e from different topical formulation systems and their in vitro-in vivo evaluation
EVRİM YENİLMEZ
Doktora
Türkçe
2007
Eczacılık ve FarmakolojiAnadolu ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. YASEMİN YAZAN
- Formulation and in vitro-in vivo evaluation of rosuvastatin calcium incorporated cyclodextrin, solid lipid and chitosan based drug delivery systems
Rosuvastatin kalsiyum içeren siklodekstrin, katı lipit ve kitosan bazlı taşıyıcı sistemlerin hazırlanması ve in vitro-in vivo değerlendirilmesi
FAWAZ NASSER SHEKH AL-HEIBSHY
Doktora
İngilizce
2017
Eczacılık ve FarmakolojiAnadolu ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜZEYYEN DEMİREL
YRD. DOÇ. DR. EBRU BAŞARAN
- Percutaneous absorption enhancement of thiocolchicoside with different approaches: in vitro and ex vivo evaluation
Tiokolşikozit etken maddesinin perkütan absorpsiyonunun değişik yaklaşımlar ile artırılması: in vitro ve ex vivo değerlendirilmesi
MUNA SAMIR ABDELLATIF ALZAWATI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Eczacılık ve FarmakolojiYeditepe ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇETİN TAŞ
- 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