Biyomedikal uygulamalar için hibrit mikroiğne dizisinin geliştirilmesi
Development of hybrid microneedle array for biomedical applications
- Tez No: 971229
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ESRA YÜCA YILMAZ, PROF. DR. CEM BÜLENT ÜSTÜNDAĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Biology, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Melanom dışı cilt kanseri (NMSC) tedavisinde, cerrahi ve sistemik kemoterapilere bağlı riskler önemli sınırlamalar oluşturmaktadır. Bu çalışmada, hastaya özel, ciltle uyumlu, kontrollü salım yapabilen ve sinerjik etki sağlayan mikroiğneli yama sistemi geliştirilmiştir. Yamanın üretiminde, biyouyumlu ve yeniden yapılandırılabilir özellikteki SA-GelMA/GelMA bazlı kompozit hidrojel tercih edilmiştir. 3D DLP yazıcı ile kişiselleştirilebilir ve mekanik olarak dayanıklı yapılar elde edilmiştir. Kemoterapötik ajan 5-FU mikroiğne kısmına entegre edilerek doğrudan deri altına hedefli salım sağlanmış, sistemik toksisite azaltılmıştır. Ayrıca, GQD'lerin EHDA yöntemiyle mikroiğne yüzeyine kaplanmasıyla fototermal terapi etkisi eklenmiştir. Yüksekliği 917,8 ± 47,0 µm, uç çapı 26,9 ± 0,4 µm olan çift katmanlı mikroiğneler başarıyla üretilmiştir. İlk saatte %63 ± 0,6'lık hızlı salım ve 96. saatte tam salım ile etkili bir kontrollü salım profili gösterilmiştir. Parafilm M® ile yapılan penetrasyon testlerinde stratum corneum'u aşabilecek kapasitede mekanik dayanıklılık gözlenmiştir. NIR ışık altında, 5 dakikada 45 °C'ye ulaşan sıcaklıkla etkin fototermal yanıt elde edilmiştir. A-375 insan melanoma hücre hattında yapılan MTT testlerinde, %1 SA-GelMA/GelMA–5FU@PVP-GQD grubunda hücre canlılığı %30'un altına düşerek, sistemin güçlü antiproliferatif etkisi gösterilmiştir. Ayrıca, farklı SA oranlarında yapılan şişme ve bozunma testleri, hidrojel yapının uygun fizikokimyasal özelliklere sahip olduğunu doğrulamıştır. Bu çalışma, NMSC tedavisinde cerrahiye alternatif, lokal etkili, sinerjik, hasta dostu ve ekonomik bir tedavi yöntemi sunmayı amaçlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Non-melanoma skin cancer (NMSC) treatment still faces major challenges due to the high risks associated with surgical interventions and the toxic effects of conventional chemotherapeutic drugs. Therefore, there is a clear need for personalized patches that support wound healing in tumor-affected areas. To address this, microneedle patch technology was selected due to its ability to penetrate the stratum corneum effectively, ease of preparation, compatibility with synergistic therapies, and potential to enhance patient compliance. Hydrogels were used in microneedle fabrication owing to their advantages such as tunable degradation profiles, biocompatibility, and ability to support cell proliferation in restructured epidermis in the presence of water. Moreover, 3D printing of the composite hydrogel using Digital Light Processing (DLP) allowed for cost-effective, rapid, mechanically robust, and patient-specific production. Integration of the commonly used chemotherapeutic agent 5-FU into the microneedle tips enabled targeted delivery directly into the skin, reducing systemic toxicity. Since chemotherapy alone is often insufficient for NMSC treatment, the system was also designed to include photothermal graphene quantum dots (GQDs) coated onto the microneedle surface via Electrohydrodynamic Atomization (EHDA) for a synergistic therapeutic effect. The successfully fabricated dual-layer microneedle patch (SA-GelMA/GelMA- 5FU@PVP-GQD) had a height of 917.8 ± 47.0 µm and a tip diameter of 26.9 ± 0.4 µm. The system exhibited an initial rapid release of 63 ± 0.6% within the first hour and completed drug release by 96 hours, indicating controlled release capability. Penetration tests with Parafilm M® confirmed sufficient mechanical strength and skin permeability. Under NIR light, the coated group reached approximately 45 °C in 5 minutes, demonstrating effective photothermal response. In MTT assays with A-375 human melanoma cells, cell viability dropped below 30% in groups containing 5-FU and GQDs, with the lowest proliferation seen in the 1% SA-GelMA/GelMA–5FU@PVP-GQD group, maintaining its effect over three days. Overall, the microneedle patch offers a biocompatible, dual-action therapeutic alternative with long-term controlled release potential for NMSC treatment.
Benzer Tezler
- Biyomedikal uygulamalar için ekstrüzyon prosesi kullanılarak hibrit biyonanokompozitlerin geliştirilmesi
Development of hybrid bionanocomposites using extrusion process for biomedical applications
BEHRİS KILIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUALLA ÖNER
- Biyomedikal uygulamalar için aljinat/amino asit hibrit kapsüllerin geliştirilmesi
Development of alginate/amino acid hybrid capsules for biomedical applications
HATİCE ASRİ
Doktora
Türkçe
2025
BiyomühendislikKocaeli ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERAP MERT
- Biyomedikal uygulamalar için safran ekstresi yüklü grafen katkılı hibrit hidrojellerin geliştirilmesi
Development of saffron extract-loaded graphene-reinforced hybrid hydrogels for biomedical applications
SHALALEH HASAN NIARI NIAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
KimyaMarmara ÜniversitesiGenel Kimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELİF ÇALIŞKAN SALİHİ
DOÇ. DR. TURGUT TAŞKIN
- Biyomedikal uygulamalar için kendi kendini onaran yenilikçi malzemelerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of novel self-healing materials for biomedical applications
DİLARA YILMAZ AYKUT
Doktora
Türkçe
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN DELİGÖZ
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYÇA BAL ÖZTÜRK
- Biyomedikal uygulamalar için polibütilen süksinat / termoplastik poliüretan karışımlarından içi boş, çift bileşenli nanoliflerin üretimi
Production of hollow, bicomponent nanofibers from polybutylene succinate / thermoplastic polyurethane blends for biomedical applications
HATİCE BİLGE İŞGEN
Doktora
Türkçe
2024
BiyoteknolojiKocaeli ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE AYTAÇ