Çok katmanlı biyofonksiyonel mikroiğne platformunun tasarımı ve geliştirilmesi
Design and development of a multilayered biofunctional microneedle platform
- Tez No: 971190
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AZİME ERARSLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Biyoloji, Bioengineering, Biotechnology, Biology
- 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: Belirtilmemiş.
Özet
Tip 2 diabetes mellitus (T2DM), bozulmuş insülin salgılanması, azalmış insülin duyarlılığı ve hiperglisemi ile karakterize kronik bir hastalıktır. Diyabetik yaralar, T2DM'nin önemli komplikasyonları arasında yer almakta ve zorlu iyileşme süreci nedeniyle sıklıkla kronikleşmektedir. Bu çalışmada, diyabetik yara tedavisine yönelik olarak dijital ışık işleme (DLP) ve elektrohidrodinamik atomizasyon (EHDA) yöntemleriyle, terapötik, antibakteriyel ve antiinflamatuar özellikler taşıyan üç katmanlı bir doku iskelesi geliştirilmiştir. İlk iki katman jelatin metakrilat (GelMA) ile DLP yöntemiyle üretilmiş, ilk katman %5 amoksisilin içeren ve 850 µm yüksekliğinde mikroiğnelerle enfeksiyona karşı tasarlanmıştır. İkinci katman %1 metformin içeren mikroiğnelerden oluşmakta; MN* grubunda bu yükseklik 750 µm, boş GelMA mikroiğnelerde ise 689 µm olarak ölçülmüştür. Üçüncü katmanda, EHDA yöntemiyle elde edilen salisilik asit yüklü polilaktik asit (PLA) nanopartikülleri iskele yüzeyine kaplanmıştır. Penetrasyon testleri, boş GelMA mikroiğnelerin 375 µm (%51,65), ilaç yüklü mikroiğnelerin 625 µm (%68,14), MN* grubunun ise yine 375 µm (%40.59) derinliğe ulaştığını göstermiştir. Parçalanma oranları sırasıyla %72, %70 ve %65 olarak belirlenmiştir. İlaç salımı ilk 1 saatte %40 düzeyinde gerçekleşmiş, 96. saatte ise neredeyse %100 kümülatif salıma ulaşılmıştır. Hücre canlılığı testlerinde boş GelMA %95, ilaç yüklü %85, MN* %82 canlılık göstermiştir. Antibakteriyel testlerde ise Escherichia coli ve Staphylococcus aureus büyümesi etkili biçimde inhibe edilmiştir. Sonuç olarak, doğal ve sentetik polimerlerin birleşimiyle geliştirilen bu çok katmanlı iskele, biyouyumlu yapısı, kontrollü salım kapasitesi ve antimikrobiyal etkisiyle diyabetik yara tedavisinde hızlı, etkili ve minimal invaziv bir yaklaşım sunmakta; ek cerrahi müdahalelere olan ihtiyacı azaltma potansiyeli taşıdığı gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Type 2 diabetes mellitus (T2DM) is a chronic disease characterized by impaired insulin secretion, decreased insulin sensitivity, and hyperglycemia. Diabetic wounds are among the major complications of T2DM and often become chronic due to difficulties in the normal healing process. In this study, a three-layer tissue scaffold with therapeutic, antibacterial, and anti-inflammatory properties was developed for the treatment of diabetic wounds using digital light processing (DLP) and electrohydrodynamic atomization (EHDA) methods. The first two layers were fabricated from gelatin methacrylate (GelMA) using DLP. The first layer consisted of microneedles loaded with 5% amoxicillin (height: 850 µm) to prevent infection at the application site. The second layer contained microneedles loaded with 1% metformin; in the MN* group, the height was measured as 750 µm, while in the blank GelMA microneedles, it was 689 µm. In the third layer, salicylic acid-loaded polylactic acid (PLA) nanoparticles produced via EHDA were coated onto the scaffold surface. Penetration tests showed that blank GelMA microneedles penetrated approximately 375 µm (51.65% of the needle length), drug-loaded microneedles reached 625 µm (68.14%), and the MN* group reached 375 µm (40.59%). Degradation rates were found to be approximately 72% for blank GelMA, 70% for drug-loaded GelMA, and 65% for the MN* group. Drug release showed a ~40% burst in the first hour, reaching nearly 100% cumulative release by the 96th hour. In MTT cell viability assays, blank GelMA microneedles showed 95% viability, drug-loaded ones 85%, and the MN* group 82%. Antibacterial tests revealed effective inhibition of Escherichia coli and Staphylococcus aureus growth. In conclusion, the multilayer scaffold developed by combining natural and synthetic polymers presents a rapid, effective, and minimally invasive approach for diabetic wound treatment due to its biocompatibility, controlled drug release, and antimicrobial effects. This system shows promising potential in reducing the need for additional surgical interventions.
Benzer Tezler
- Çok katmanlı biyofonksiyonel dental membranların tasarımı ve üretimi
Design and fabrication of multilayered biofunctional dental membranes
HİLAL GÜLSENA NUR AKKUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyoteknolojiYıldız Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEM BÜLENT ÜSTÜNDAĞ
- Kınakına ekstresi ve Arap zamkı içeren fonksiyonel yara örtülerinin elektrosprey ve 3B baskı yöntemleri ile geliştirilmesi
Development of functional wound dressings containing Cinchona extract and gum Arabic using electrospraying and 3D printing techniques
CEYLAN BÜYÜKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
BiyoteknolojiYıldız Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AZİME ERARSLAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ SİNEM KOÇER
- Kıkırdak doku mühendisliği uygulamaları için biyofonksiyonel doku iskelesi üretimi
Production of biofunctional scaffolds for cartilage tissue engineering applications
HİLAL YILMAZ
Doktora
Türkçe
2025
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEM BÜLENT ÜSTÜNDAĞ
- Development of hybrid layered double hydroxide nanomaterials
Hibrid katmanlı çift hidroksitlerin geliştirilmesi
CEREN YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Mühendislik BilimleriKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAVVA FUNDA YAĞCI ACAR
- Yazdırılabilir piller için açık atmosferde kararlı polietilen oksit esaslı polimer elektrolitlerin geliştirilmesi
Development of air-stable polyethylene oxide based polymer electrolytes for printable batteries
BEYZA BATU
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
EnerjiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHMUD TOKUR