Geri Dön

Development of a peptide conjugated neural guidance channel made of electrospun nanofibers to enhance vascularization during nerve regeneration

Sinir rejenerasyonu esnasında vaskülarizasyonu artırmak için elektroeğrilmiş nanofiberlerden yapılmış peptit konjugeli sinir kılavuz kanalının geliştirilmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 953772
  2. Yazar: ŞERİFE ÖZCAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ŞEN, DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜNNUR PULAT
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Anabilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 82

Özet

Periferik sinir yaralanması, motorlu araç kazalarından basit düşmelere kadar çeşitli durumlarda meydana gelebilir ve ciddi yaralanma durumlarında ameliyat gerekebilir. Periferik sinir onarımı hayat kurtarıcı bir operasyon olmasa da, hastanın yaşam kalitesini önemli ölçüde artırabilir ve sosyal ve profesyonel hayata katılımını kolaylaştırabilir. Sinir onarımı ameliyatında genellikle hastanın kendi otogreftleri sıklıkla kullanılmaktadır. Ancak otogreft kullanımı çap uyuşmazlığı, donör dokuda fonksiyon kaybı ve nöroma oluşumu gibi çeşitli sorunlarla ilişkilidir. Bu nedenle, otogreftlere alternatif olarak Sentetik Sinir Grefti (SSG) geliştirilmesi, son 10 yılda nöral doku mühendisliğinde önemli konulardan biri haline gelmiştir. Sinir büyümesi ve canlılığının birden fazla ipucu (büyüme faktörleri vb.) gerektiren karmaşık bir süreç olması, etkili bir rejenerasyon için SSG'lerin büyüme faktörleriyle işlevselleştirilmesini gerekli kılmaktadır. Bununla birlikte, SSG'lerin büyüme faktörleriyle modifikasyonu, yoğunluğa bağlı tümör oluşumu, nöropatik ağrı, anormal sinir lifi filizlenmesi, ciddi kilo kaybı, zayıf farmakokinetik özellikler nedeniyle hızlı bozulma, hızlı salınım ve yüksek maliyet gibi dezavantajlara sahiptir. Sonuç olarak, bu durum uzun vadeli sinir rejenerasyonu üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir. Alternatif olarak, SSG'leri modifiye etmek için hücre dışı matris benzeri peptitlerin kullanılması, istenen sinyal yollarını aktive ederek hücre yapışmasını, çoğalmasını, farklılaşmasını ve dolayısıyla hücre-doku iskelesi etkileşimini artırabilir. Doğal proteinlerin veya büyüme faktörlerinin aksine, peptitler pH veya sıcaklık değişimine karşı yüksek direnç, patojenik kontaminasyon veya bağışıklık sistemi aktivasyonu olmaması ve kimyasal bileşim üzerinde hassas kontrol sağlayan kimyasal sentez gibi birçok avantaja sahiptir. Önerilen tez projesi çerçevesinde, nanofiberler kullanarak tübüler fonksiyonel SSG'ler (F-SSG'ler) oluşturması amaçlanmıştır. Bunların yüzeyi biyoaktif peptit ile konjuge edilmiş ve boyutları kişiselleştirilmiş kullanımı kolaylaştırmak için değiştirilebilen ve otogreft ve büyüme faktörleri ile işlevselleştirilmiş SSG'lere bir alternatif sağlayacaktır. Araştırmalar, SSG'lerin kullanıldığı durumlarda hasarlı nöronlar arasında büyük bir hacim oluştuğunu, bunun da sinir oluşumu ve aksonal tomurcuklanmadan sorumlu nörotropik faktörlerin konsantrasyonunun seyrelmesine yol açarak fonksiyonel sinir iyileşmesini engellediğini göstermiştir. Oluşturulan SSG'ler faydalı biyoaktif peptitler içerdiğinden, damarlanmayı kolaylaştırır ve daha kısa sürede daha hızlı nöral rejenerasyonu teşvik eder. Ayrıca, otogreftlerde sıklıkla görülen çap uyumsuzluğu sorununu ele almak için, hastanın klinik ihtiyaçlarına uygun olarak farklı çaplarda (çap, uzunluk vb.) toplayıcılar kullanılarak F-SSG'ler oluşturmuştur. Bu projenin ilk adımında, katı faz peptit sentezi kullanarak biyoaktif bir peptit olan Laminin Türevli Biyoaktif Peptid (LT-BP) üretilmiş ve karakterize edilmiştir. Daha sonra, bu peptidin HUVEC hücreleri üzerindeki aktivitesi (büyüme, yapışma vb.) farklı yöntemler kullanılarak araştırılmıştır. Bir sonraki bölümde, önceden belirlenmiş özelliklere (duvar kalınlığı ve gözenek çapı vb.) sahip SSG'ler, elektroeğirme yöntemi kullanılarak hizalanmış nanoliflerden farklı çaplarda hazırlanmış ve karakterize edilmiştir. Daha sonra, EDC/NHS kimyası kullanılarak biyoaktif peptitlerin (LT-BP) SSG yüzeyine konjuge edilmesiyle F-SSG'leri hazırlanmıştır. F-SSG'ler üzerinde HUVEC hücrelerinin damarlanmasının indüksiyonu çeşitli yöntemlerle araştırılmıştır (RT-PCR, immünofloresan boyama, optik sonrası görüntüleme analizi, vb.) Son olarak, F-SSG'lerin HUVEC hücre yapışması ve proliferasyonu üzerindeki etkinliği istatistiksel olarak değerlendirilmiştir.

Özet (Çeviri)

Peripheral nerve injury can occur in a variety of situations, from motor vehicle accidents to simple falls, and surgery may be required in cases of severe injury. Although peripheral nerve repair is not a life-saving operation, it can significantly improve a patient's quality of life and facilitate their participation in social and professional life. Nerve repair surgery usually uses the patient's own autografts, especially in cases of damage involving large nerve spaces. However, the use of autograft is associated with various problems such as diameter mismatch, loss of function in the donor tissue and neuroma formation. Therefore, the development of synthetic nerve graft (SNGs) as an alternative to autografts has become one of the major topics in neural tissue engineering over the last 10 years. The fact that nerve outgrowth and viability is a complex process requiring multiple cues (growth factors, etc.) makes it necessary to functionalize SNGs with growth factors for effective regeneration. However, the modification of SNGs with growth factors has disadvantages, such as density-dependent tumor formation, neuropathic pain, abnormal nerve fiber sprouting, severe weight loss, rapid degradation due to poor pharmacokinetic properties, rapid release and high cost. Ultimately, this has a negative impact on long-term nerve regeneration. Alternatively, the use of extracellular matrix-like peptides to modify SNGs can enhance cell adhesion, proliferation, differentiation and thus cell-tissue scaffold interaction by activating desired signaling pathways. Unlike natural proteins or growth factors, peptides have many advantages including high resistance to pH or temperature variation, no pathogenic contamination or immune system activation, and chemical synthesis that allows precise control over chemical composition. Within the framework of the proposed thesis project, we aim to create tubular functional SNGs (F-SNGs) through the use of nanofibers. The surface of these was conjugated with bioactive peptide (LD-BP) and their dimensions were altered to facilitate personalized usage, providing an alternative to SNGs functionalized with autograft and growth factors. Research has shown that in cases involving SNGs, a large volume is formed between damaged neurons, resulting in a dilution of the concentration of neurotrophic factors that are responsible for nerve formation and axonal budding, leading to hindered functional nerve recovery. Since the SNGs that are to be created comprise useful bioactive peptides, they facilitate vascularization and encourage faster neural regeneration within a shorter period. Furthermore, to address the issue of diameter incompatibility frequently observed in autografts, F-SNGs can be generated by utilizing collectors with varying diameters (diameter, length, etc.) in accordance with the patient's clinical needs. The first step of thesis project is to produce and characterize a bioactive peptide (LD-BP) using solid phase peptide synthesis. Subsequently, the activity of this peptide on HUVEC cells (growth, adhesion, etc.) was investigated using different methods. In the following part, SNGs with predetermined properties (wall thickness and pore diameter, etc.) were prepared and characterized in different diameters from aligned nanofibers using electrospinning method. Subsequently, functional SNGs (F-SNG) were prepared by conjugating bioactive peptides (LD-BP) to SNG surface using EDC/NHS chemistry. The induction of vascularization of HUVEC cells on F-SNGs was investigated by various methods (RT-PCR, immunofluorescence staining, post-optical imaging analysis, etc.). Finally, the efficacy of F-SNGs on HUVEC cell adhesion and proliferation was statistically evaluated.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    451167

    Bioinspired materials for regenerative medicine and drug delivery applications

    Biyoesinlenilmiş malzemelerin rejeneratif tıp ve ilaç taşınımı alanlarında uygulamaları

    SEREN HAMSICI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Biyomühendislikİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. AYŞE BEGÜM TEKİNAY

  2. Tez No

    796650

    Development of peg-peptide conjugate based curcumin delivery systems

    Peg-peptid konjugatı bazlı kürkümin taşıyıcı sistemlerinin geliştirilmesi

    GAMZE AYDOĞAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Biyoteknolojiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYBEN TOP

  3. Tez No

    671935

    Developing peptide modified novel bioactive materials for bone tissue engineering applications

    Kemik doku mühendisliği uygulamaları için peptit ile modifiye edilmiş özgün biyoaktif malzemelerin geliştirilmesi

    GÜNNUR PULAT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Mühendislik Bilimleriİzmir Katip Çelebi Üniversitesi

    Biyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. OZAN KARAMAN

  4. Tez No

    709862

    İlaç taşıyıcı sistemlerde kullanılmak üzere kansere hedeflendirilmiş poli(2-etil-2-oksazolin) temelli nanopartiküllerin sentezleri ve karakterizasyonları

    Synthesis and characterizations of cancer-targeted poly(2-ethyl-2-oxazoline) based nanoparticles for use in drug delivery systems

    SEVGİ GÜLYÜZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR ALPTÜRK

    DR. ÖZGÜR YILMAZ

  5. Tez No

    387413

    Linear and multi-arm functionalizable polymeric constructs for targeted drug delivery and imaging applications

    Hedeflendirilmiş ilaç salımı ve görüntüleme uygulamaları için lineer ve çok kollu fonksiyonelleştirilebilir polimerik yapılar

    ÖZGÜL GÖK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    KimyaBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. RANA SANYAL

    DOÇ. DR. AMİTAV SANYAL

Geri Dön