Nöral doku mühendisliği için biyoaktif doku iskelelerinin geliştirilmesi ve kök hücreler üzerinde biyolojik etkilerin incelenmesi
Development of bioactive tissue scaffolds for neural tissue engineering and investigation of biological effects on stem cells
- Tez No: 960786
- Danışmanlar: PROF. RABİA ÇAKIR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 110
Özet
Bu tez çalışmasında, sinir dokuların rejenerasyonunu desteklemek amacıyla, hücre sağ kalımı ve proliferasyonunu artıran, aynı zamanda kök hücre farklılaşmasını destekleyebilecek fonksiyonel nanofibröz doku iskeleleri geliştirilmiştir. Bu kapsamda, biyobozunur, biyouyumlu Polivinil alkol/ Kitosan (PVA/Kts) doku iskeleleri elektroeğirme yöntemiyle üretilmiş ve iki farklı biyoaktif ajan ile fonksiyonelleştirme işlemleri gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada, PVA/Kts iskelelere toplam polimer kütlesinin %1 ile %20 oranında olacak şekilde taurin (Trn) dahil edilmiş ve üretilen iskelelerin fiziksel ve kimyasal karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen karakterizasyon testlerinin sonuçlarına göre %1 Trn içeren PVA/Kts nanofibröz iskelelerin mekanik, şişme ve SH-SY5Y hücreleri üzerindeki in vitro proliferatif özellikleri açısından en uygun olduğu saptanmıştır. İkinci aşamada ise iskelelerin yüzeyleri, Tenasin C proteinin türevli bir biyoaktif peptit olan VSWRAPTA ile işlevselleştirilmiştir. İşlevselleştirilmiş iskelelerin mikroyapı analizi peptit modifikasyonundan sonra, nanofibröz yapının korunmuş olduğunu göstermiştir. Trn dahil edilmiş PVA/Kts iskelelerde işlevselleştirme sonrası ortalama fiber çapları 279,01 ± 57,7'den 388,1 ± 106,6 nm'ye bir artış göstermiş ve fiberlerde pürüzlülüğüne neden olmuştur. Peptitin iskele yapılarına dahil olduğu FT-IR incelemesinde fonksiyonelleştirilmiş iskelelerdeki amin gurubu kaynaklı N-H gerilme bandının azalması ve karbonil gerilme titreşimi bandının genişlemesi ise doğrulanmıştır. Gerçekleştirilen BCA testiyle, PVA/Kts/Trn-VSWRAPTA iskelelerin mg başına 8,58 ± 1,1 μg peptit bağlandığı saptanmıştır. Fonksiyonelleştirilmiş nanofibröz iskelelerin in vitro çalışmaları adipoz doku kaynaklı mezenkimal kök hücreler (AD-MHK'ler) üzerinde incelenmiş ve peptit fonksiyonel iskelelerin AD-MHK'lerin proliferasyonunu ve hücresel bağlanmayı desteklediği bulunmuştur. Çalışmadan elde edilen bulgular, Trn ve VSWRAPTA ile fonksiyonelleştirimiş nanofibröz iskelelerin, sinir doku mühendisliği uygulamaları için, mezenkimal kök hücrelerin sağ kalımını, proliferasyonu arttırabilecek ve nöronal farklılaşmasını destekleyebilecek bir multifonksiyonel biyoaktif doku iskelesi olarak hizmet edebileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, functional nanofibrous tissue scaffolds that enhance cell survival and proliferation and can also support stem cell differentiation were developed to support neural tissue regeneration. In this context, biodegradable, biocompatible polyvinyl alcohol/chitosan (PVA/Kts) scaffolds were produced via electrospinning and functionalized with two different bioactive agents. In the first stage, taurine (Trn) was incorporated into the PVA/Kts scaffolds at a ratio of 1% to 20% of the total polymer mass, and the physical and chemical characterizations of the produced scaffolds were performed. According to the results of the characterization tests, PVA/Kts nanofibrous scaffolds containing 1% Trn were determined to be the most suitable in terms of mechanical, swelling, and in vitro proliferative properties on SH-SY5Y cells. In the second stage, the scaffold surfaces were functionalized with VSWRAPTA, a bioactive peptide derived from the Tenascin C protein. Microstructural analysis of the functionalized scaffolds showed that the nanofibrous structure was preserved after peptide modification. In the PVA/Kts scaffolds incorporating Trn, the average fiber diameter increased from 279.01 ± 57.7 to 388.1 ± 106.6 nm after functionalization, resulting in roughness in the fibers. FT-IR examination confirmed the incorporation of the peptide into the scaffolds by reducing the amine group-induced N–H stretching band and broadening the carbonyl stretching vibration band in the functionalized scaffolds. BCA assays revealed that PVA/Kts/Trn–VSWRAPTA scaffolds bound 8.58 ± 1.1 μg of peptide per mg. In vitro studies of functionalized nanofibrous scaffolds were conducted on adipose tissue-derived mesenchymal stem cells (AD-MSCs), and the peptide-functionalized scaffolds were found to support the proliferation and cellular attachment of AD-MSCs. The findings from the study indicate that nanofibrous scaffolds functionalized with Trn and VSWRAPTA can serve as multifunctional bioactive scaffolds for neural tissue engineering applications, enhancing the survival and proliferation, and promoting the neuronal differentiation of mesenchymal stem cells.
Benzer Tezler
- Nanocomposite scaffolds containing metal nanoparticles
Metal nanotanecik içeren nanokompozit yapı iskeleleri
AYŞEN AKTÜRK
Doktora
İngilizce
2020
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN
- Development of dual-functional bioactive hydrogels for nerve tissue damage
Sinir doku hasarı için çift fonksiyonlu biyoaktif hidrojellerin geliştirilmesi
İLEYNA SEVDE ÜVAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
BiyoteknolojiAcıbadem Mehmet Ali Aydınlar ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜL GÖK
- Doku mühendisliği için osteokonduktif ve/veya antibakteriyel kompozit nanofiber üretimi
Production of osteoconductive and/or antıbacterıal composite nanofibers for tissue engineering
ASLIHAN SÜSLÜ
Doktora
Türkçe
2014
Metalurji MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜMİT CÖCEN
- Sinir hasarı tedavilerinde kullanılmak üzere polimer bazlı doku iskelesi geliştirme ve in-vitro performans çalışmaları
Development of polimer-based tissue scaffolds for periferic nerve injuries and their in-vitro performance studies.
SAANDIA BACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
BiyomühendislikNecmettin Erbakan ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE GÜLER AKGEMCİ
- 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
ŞERİFE ÖZCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Biyomühendislikİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ŞEN
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜNNUR PULAT