Geri Dön

Preparation of new biocompatible bone cement by using dual active biofiller and enhancement of their features for bone development

Çift aktif biyodolgu kullanarak yeni biyouyumlu kemik çimentosunun hazırlanması ve kemik gelişimi için özelliklerinin geliştirilmesi

  1. Tez No: 952963
  2. Yazar: DİDEM AKSU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. GAMZE KÖSE
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyoteknoloji, Kimya, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Biotechnology, Chemistry, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 139

Özet

Polimetil metakrilat (PMMA) kemik çimentosu, üstün mekanik özellikleri ve kullanım kolaylığı nedeniyle ortopedik prosedürlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak temel biyoinertliği ve terapötik işlevsellikten yoksun olması, kompleks klinik durumlarda etkinliğini sınırlamaktadır. Bu tez, biyouyumluluk, mekanik özellikler, antibakteriyel özellikler ve antiinflamatuar yanıtı geliştirmek ve osteoindüktif özellikleri indüklemek için manyetik nanopartiküllere (MNP) adsorbe edilmiş çift biyoaktif dolgu maddelerini (borik asit (BA) ve ruscogenin (RUS)) içeren yeni bir PMMA bazlı kemik çimentosunun oluşturulması ve değerlendirilmesini sunmaktadır. Bu çalışma, nanopartiküllerin aglomerasyonunu ortadan kaldırmak için linoleik asit (LA) kullananarak yüzeyi kaplanan MNP'lerin sentezini içermektedir. Çift biyoaktif dolgu maddesi adsorbe edilmiş MNP, TEM, zeta-sizer analizi, BA ve RUS giderimi ve MNP'nin birim ağırlığı başına adsorbe edilen BA ve RUS miktarı dahil olmak üzere çeşitli ayırt edici teknikler kullanılarak karakterize edilmiştir. Karakterizasyondan sonra, çift biyoaktif dolgu maddesi adsorbe edilmiş MNP farklı konsantrasyonlarda (%3 MNP ve %5 MNP) kemik çimentosu formülasyonlarına dahil edilmiştir. Bu kemik çimentosu formülasyonları biyouyumluluklarına, antibakteriyel özelliklerine, mekanik özelliklerine, osteogenik farklılaşma potansiyellerine, in vitro ve in vivo biyolojik yanıtlarına göre değerlendirilmiştir. Fare pre-osteoblast hücreleri (MC-3T3), kemik çimentosu formülasyonlarının ekstraktı ile inkübe edildiğinde, hücre çoğalmasında ve canlılığında önemli ölçüde iyileşme olduğu görülmüştür. Ayrıca osteokalsin (OCN) düzeyleri ve gen ekspresyon analizleri (ALP, RUNX2, Col1A1, BGP, BMPR, SPARC ve SPP1) ile gösterilen osteogenik farklılaşmanın değerlendirilmesi, osteoblast olgunlaşmasında önemli bir iyileşme olduğunu ortaya koymuştur. Ek olarak, in vivo analiz sonuçları, inflamasyon, fibrozis ve kemik gelişimiyle ilgili gelişmiş bir biyolojik tepki göstermiştir. Bu araştırma, yenilikçi kemik çimentosu formülasyonlarının geliştirilmesi için olanaklar sunarak rejeneratif tıpta iyileştirilmiş tedaviler sağlamaktadır.

Özet (Çeviri)

Polymethyl methacrylate (PMMA) bone cement is commonly used in orthopedic procedures due to its outstanding mechanical characteristics and handling abilities. However, its fundamental bioinertness and lack of therapeutic functionality limit its effectiveness in complex clinical situations. This thesis provides the establishment and evaluation of a novel PMMA-based bone cement that contains dual bioactive fillers (boric acid (BA) and ruscogenin (RUS) adsorbed onto magnetic nanoparticles (MNP) to enhance biocompatibility, mechanical features, antibacterial properties, and anti-inflammatory response, and induce osteoinductive properties. This research involved the synthesis of surface-coated MNPs for coatings utilizing linoleic acid (LA) to eliminate the agglomeration of nanoparticles. The dual bioactive filler adsorbed MNP was characterized using several distinctive techniques, including TEM, zeta-sizer analysis, BA and RUS removal, and the amount of adsorbed BA and RUS per unit weight of MNP. After the characterization, the dual bioactive fillers adsorbed MNP were incorporated into bone cement formulations with different concentrations (3% MNP and 5% MNP). These bone cement formulations were evaluated based on their biocompatibility, antibacterial properties, mechanical features, osteogenic differentiation potential, and in vitro and in vivo biological responses. Mouse pre-osteoblast cells (MC-3T3) were incubated with the extract of the bone cement formulations, demonstrating significantly improved cell proliferation and viability. Additionally, the assessment of osteogenic differentiation, shown through osteocalcin (OCN) levels and gene expression analyses (ALP, RUNX2, Col1A1, BGP, BMPR, SPARC, and SPP1), revealed a substantial improvement of osteoblast maturation. Furthermore, in vivo analysis results demonstrated an enhanced biological response regarding inflammation, fibrosis, and bone development. This research presents possibilities for developing novel bone cement formulations, providing improved therapies in regenerative medicine.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    256678

    Doku mühendisliğinde kullanılacak yeni polimerik biyomalzemelerin geliştirilmesi

    Development of novel biomaterials for tissue engineering applications

    ZÜMRÜT SEDEN AKDEMİR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    BiyomühendislikMarmara Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLHAN KAYAMAN APOHAN

  2. Tez No

    165584

    Kalsiyum fosfat esaslı greft materyallerinin implant çevresinde oluşan dehisens defektlerindeki rejeneratif etkisinin histolojik ve histomorfometrik incelenmesi

    Histolojic and histomorphometric evaluation of an injectable calcium phosphate cement applied to experimental peri-implanter dehiscence defects: A dog study

    VOLKAN ARISAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    Diş Hekimliğiİstanbul Üniversitesi

    Oral İmplantoloji Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. TAYFUN ÖZDEMİR

  3. Tez No

    537826

    Design of biocompatible hydrogels with regions of different chemical and mechanical properties

    Farklı kimyasal ve mekanik özellikte bölgeler içeren biyouyumlu hidrojel tasarımları

    ASLIHAN ARĞUN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OĞUZ OKAY

  4. Tez No

    416497

    Layer by layer films for biomedical applications

    Biyomedikal uygulamalar için katman katman filmler

    ZEYNEP GÜNDOĞAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    BiyomühendislikOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NESRİN HASIRCI

    YRD. DOÇ. DR. İREM EREL GÖKTEPE

  5. Tez No

    540774

    Fenolik bağlayıcı kullanılarak sentezlenen hidroksiapatit-jelatin kompozit malzemesinin karakterizasyonu ve ilaç salım profilinin incelenmesi

    Research on characterization and drug release performance of hydroxyapatite-gelatin composite materials syntheted by using phenolic linker

    IRMAK BAŞER GÜMÜŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLHAYAT SAYGILI

Geri Dön