Development of a 3D bioprinted hydrogel model for spinal cord injuries
Omurilik yaralanmaları için 3B biyobasılmış hidrojel modeli geliştirilmesi
- Tez No: 978714
- Danışmanlar: PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI, DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ YÜCEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Biyobaskı, Bioprinting
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Acıbadem Mehmet Ali Aydınlar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Omurilik yaralanmaları (SCIs), sınırlı rejenerasyon kapasitesi nedeniyle genellikle kalıcı fonksiyon kayıplarına yol açan ciddi durumlardır. Glial skar oluşumu ve sinirsel bağlantıların bozulması bu zorlukları daha da artırmaktadır. Bu çalışmada, gri ve ak madde özelliklerini taklit eden, hidrojel tabanlı 3B biyo baskılı bir model geliştirilmiştir. Hidrojel, metakrilatlanmış jelatin (GelMA) ile sentezlenmiş ve hyaluronik asit (HA), kondroitin sülfat (CS) ve laminin (lmn) ile optimize edilmiştir. ¹H-NMR analizinde GelMA'nın metakrilasyon oranı %87,06 olarak belirlenmiş, FT- IR analizinde ise hidrojel bileşenlerinin başarılı şekilde sentezlenip entegre edildiği doğrulanmıştır. Hidrojelin su tutma kapasitesi %89 olarak ölçülmüş, in situ bozunma testlerinde 21 gün sonunda ağırlığının yaklaşık %90'ını koruduğu belirlenmiştir. Enzimatik bozunma testlerinde, 2 saatlik inkübasyonun ardından hidrojelin ağırlığının yaklaşık %76'sını koruduğu tespit edilmiştir. Mekanik testlerde, ilk gün sertlik değeri 145±11 kPa olarak ölçülmüş; reolojik incelemelerde elastik modül 103 ve viskoz modül 100 olarak bulunmuştur. Morfolojik incelemelerde, bal peteği desenli kanalların genişliği ortalama 385,07 µm olarak ölçülmüştür. In vitro çalışmalarda, Alamar Blue, Canlı/Ölü ve Phalloidin-DAPI analizleri, hidrojel içerisinde glial (SVG p12) ve nöronal (PC 12) hücrelerin çoğaldığını, hayatta kaldığını ve iyi organize olmuş iskelet yapıları sergilediğini göstermiştir. İmmun boyama analizleri ise hücrelerin model içerisinde nöron benzeri uzantılar verdiğini göstermiştir. Bu bulgular, geliştirilen 3B biyo baskılı hidrojel modelinin SCI araştırmaları ve omurilik onarımı için yenilikçi tedavi yaklaşımlarının geliştirilmesinde kontrollü ve tekrarlanabilir bir platform olarak potansiyele sahip olduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Spinal cord injuries (SCIs) are severe conditions that often result in permanent loss of function due to limited regenerative capacity. The formation of glial scars and disruption of neural connections further exacerbate these challenges. In this study developed a hydrogel-based 3D bioprinted model that mimics the characteristics of gray and white matter. The hydrogel was synthesized using methacrylated gelatin (GelMA) and optimized with hyaluronic acid (HA), chondroitin sulfate (CS), and laminin (lmn). ¹H-NMR analysis determined the degree of methacrylation of GelMA to be 87.06%, while FT-IR analysis confirmed the integration of the hydrogel components. The hydrogel had equilibrium water content of 89%. In situ degradation tests revealed that the hydrogel retained approximately 90% of its initial weight after 21 days. In enzymatic degradation, it maintained about 76% of its weight after 2 hours of incubation. Mechanical testing indicated a stiffness value of 145±11 kPa on the first day, while rheological analysis showed a elastic modulus (G') of 103 and a viscous modulus (G") of 100. Morphological examinations measured the average width of the honeycomb-patterned channels as 385.07 µm. In vitro studies, including Alamar Blue, Live-Dead, and Phalloidin-DAPI, demonstrated the proliferation, survival, and well-organized cytoskeletal structures of glial (SVG p12) and neuronal (PC 12) cells within the hydrogel. Immunostaining analyses revealed that the cells exhibited neuron-like extensions within the model. These findings indicate that the developed 3D bioprinted hydrogel model holds significant potential as a controlled and reproducible platform for SCI research and the development of innovative spinal cord repair strategies.
Benzer Tezler
- Kemik hasarları için vaskülarize kemik doku mühendisliği: 3B biyoyazıcı ile hidrojel/hücre/biyosinyal sistemlerin hazırlanması
Vascularized tissue engineering for bone defects: Preparation of hydrogel/cell/biosignal systems using 3D bioprinting
TUĞRUL TOLGA DEMİRTAŞ
Doktora
Türkçe
2016
Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Fidelity of biodegradable patches fabricated by a custom-developed low-cost 3d bioprinter
Başlık çevirisi yok
MİKAİL TEMİREL
- Hidrojel biyomürekkepler ile 3 boyutlu yapıların oluşturulması ve civciv koryoallantoik membran modelinde anjiyogeneze etkilerinin araştırılması
Creation of 3D structures with hydrogel bioinks and investigation of effects on angiogenesis in chick chorioallantoic membrane mode
EMİNE HİLAL YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyomühendislikBaşkent ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ORHAN ERDEM HABERAL
- Development of a Multilayered Skin Model Using 3D Printing and Microfluidic Systems
3 Boyutlu Yazıcı ve Mikroakışkan Cihaz Kullanılarak Çok Katlı Deri Modeli Geliştirilmesi
FUNDA CAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEN TEZCANER
DR. MENEKŞE ERMİŞ ŞEN
- Dvelopment of 3D-bioprinted glioblastoma model to mimic ın vivo tumor microenvironment
In vivo tümör mikro ortamını taklit etmek için 3B-biyobasili glioblastoma modelinin geliştirilmesi
ŞEYMA IŞIK
Doktora
İngilizce
2025
BiyoteknolojiAcıbadem Mehmet Ali Aydınlar ÜniversitesiMedikal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI
DOÇ. DR. DENİZ YÜCEL