Nanoyapılı riboflavin katkılanmış kompozit biyomalzemelerin doku mühendisliğinde kullanımının araştırılması
The use of nanostructured riboflavin-induced composite biomaterials in tissue engineering
- Tez No: 981285
- Danışmanlar: PROF. DR. FATİH BÜYÜKSERİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Tobb Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yara iyileşmesi kompleks bir süreçtir ve imün sistemin uyarılması enflamasyon kaskadını tetikleyerek yara iyileşmesini geciktirmektedir. Uygulanacak yara örtüsünün biyouyumlu, biyobozunur, toksik olmayan, antibakteriyel, yara iyileşmesini hızlandırabilecek fiziksel ve kimyasal yapıya sahip, düşük maliyetli ve bariyer görevi görebilen özelliklerde olması beklenmektedir. Böylece dış etmenler kaynaklı enflamasyon oluşması engellenerek yara iyileşmesinin doğal süreci desteklenerek doku iyileşmesi sağlanacaktır. Tüm bu ihtiyaçları karşılamak için bu çalışmada riboflavin içeren polikaprolakton/kolajen membranların yara örtüsü olarak kullanım potansiyeli araştırılmıştır. Tasarlanan yara örtüsüne riboflavin eklenmesinin hücre canlılığını arttırıcı etkisinin yanında ışıkla etkileşim göstererek antibakteriyel etki gösterecek olması da istenen bir özelliktir. Bu tezin amacı, iki farklı nanomalzeme üretim yöntemi kullanarak riboflavin içeren polikaprolakton/kolajen membranlar üsreterek in vitro performanslarını belirleyerek en uygun üretim yöntemini seçmek ve belirlenen nanomalzemeyi rat modelleri üzerinde test edilerek deri dokusunda yara iyileşme sürecinin komplikasyonsuz ve sağlıklı bir şekilde desteklenmesinin sağlanmasıdır. Önerilen ilk üretim yönteminde membranlar iki basamaklı anodizasyonla elde edilen ve periyodik sıralanmış nanoporlara sahip anodik alüminyum oksit membranlar kalıp olarak kullanılarak damlat kurut yöntemiyle elde edilmiştir. Bir diğer önerilen üretim yöntemi ise elektroeğirme ile nanofiber yapılı membranların elde edilmesidir. Her iki üretim yöntemiyle de polikaprolakton/kolajen ve polikaprolakton/kolajen/riboflavin malzemeler elde edilmiştir. Üretilen membranların morfolojik karakterizasyonu atomik kuvvet mikroskopu ve taramalı elektron mikroskopu ile, kimyasal içerik karakterizasyonu ise Fourier dönüşümlü infrared spektroskopi ile gerçekleştirilmiştir. Ardından membranların in-vitro degradasyon profili belirlenmiştir. Membranların hücre üzerine etkilerinin incelenmesi için seçilen L-929 fibroblast hücre hattı ile in-vitro sitotoksisitesi ve hücre proliferasyonu çalışmaları gerçekleştirilmiştir ve üretilen malzemelerin %80'in üzerinde hücre canlılığı gösterdiği belirlenmiştir. Ancak elektroeğrilmiş PCL/Col/Rb içerikli membranların arttırılmış proliferasyon ve canlılık göstermiştir. Riboflavinin ışıkla aktive edilmesiyle elde edilecek antibakteriyel etkinin tespiti de Staphylococcus aureus ve Escherichia coli bakterileri üerinden gerçekleştirilmiştir ve nanoçubuk desenli riboflavin içeren PCL/Col membranların beyaz ışık uygulaması sonrası bakteri canlılıklarında sırasıyla %21,95 ve %46,96 düşüş, nanofiber yapılı riboflavin içeren PCL/Col membranların beyaz ışık uygulaması sonrası bakteri canlılıklarında sırasıyla %20,61 ve %47,30 düşüş belirlenmiştir. Alınan sonuçlarda elektroeğrilmiş malzemelerde elde edilen arttırılmış proliferasyon ve canlılık sebebiyle rat modellerinde oluşturulan yara modellerine uygulanmıştır. Işık uygulamasıyla beraber enflamasyon düşürülerek nanofiber yapılı PCL/Col/Rb malzemelerde deney grupları arasında en yüksek iyileşme skoru olan 14 elde edilerek iyileşmenin olumlu yönde etkilendiği ve klinik uygulamalarda yara örtüsü olarak kullanım potansiyeli gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Wound healing is a complex process, and stimulation of the immune system triggers an inflammatory cascade, delaying wound healing. Therefore, the use of wound dressings with antibacterial properties that support wound healing is crucial for healthy and rapid wound healing. The dressing is expected to be biocompatible, biodegradable, non-toxic, antibacterial, possess a physical and chemical structure that can accelerate wound healing, be cost-effective, and have barrier properties. This will prevent inflammation caused by external factors, support the natural wound healing process, and promote tissue healing. This study investigated the potential use of riboflavin-containing polycaprolactone/collagen membranes as wound dressings. By combining biocompatible natural and synthetic polymers, a material that both mimics extracellular matrix and has high strength can be obtained. In addition to the cell viability-enhancing effect of adding riboflavin to the designed wound dressing, it also interacts with light to exhibit antibacterial effects. The aim of this thesis is to select the most appropriate production method by producing riboflavin-containing polycaprolactone/collagen membranes using two different nanomaterial production methods. In the first proposed production method, the membranes were produced using the drop-dry method, using anodic aluminum oxide membranes with periodically arranged nanopores obtained through two-step anodization as molds. Another proposed production method is electrospinning to obtain nanofiber-structured membranes. Polycaprolactone/collagen and polycaprolactone/collagen/riboflavin materials were obtained using both production methods. The morphological characterization of the produced membranes was performed using atomic force microscopy and scanning electron microscopy, while the chemical composition was characterized using Fourier transform infrared spectroscopy. The in vitro degradation profile of the membranes was then determined. In vitro cytotoxicity and cell proliferation studies were conducted with the L-929 fibroblast cell line, which was selected to investigate the effects of the membranes on cells. The produced materials were found to exhibit over 80% cell viability. However, electrospun PCL/Col/Rb-containing membranes demonstrated increased proliferation and viability. The determination of the antibacterial effect of riboflavin activation with light was also carried out on Staphylococcus aureus and Escherichia coli bacteria, and after white light application of nanopillar PCL/Col membranes containing riboflavin, bacterial viability decreased by 21.95% and 46.96%, respectively, and after white light application of electrospun PCL/Col membranes containing riboflavin, bacterial viability decreased by 20.61% and 47.30%, respectively. The results obtained were applied to rat wound models. The highest healing score was obtained with light-treated nanofiber PCL/Col/Rb materials. By reducing inflammation with light treatment, the highest healing score of 14 was achieved among the experimental groups with the nanofiber PCL/Col/Rb materials, demonstrating a positive effect on healing and the potential for use as a wound dressing in clinical applications.
Benzer Tezler
- Hot electron interactions in nanostructures
Nanoyapılarda sıcak elektron etkileşimleri
İSMET İNÖNÜ KAYA
- Mekanik alaşımlanmış intermetalik toz ve sinter Ti-47-5Al-3Cr alaşımının analitik elektron mikroskop ve x-ışınları teknikleri ile karakterizasyonu
Analytical election microscope and x-ray diffraction characterization of mechanically alloyd intermetallic Ti-47-5Al-3Cr powder and sinter
ARDA GENÇ
- Düşük boyutlu yapılarda polaron etkileri
Polaron effects in low dimensional structures
ABDURRAHMAN ÇETİN
- A novel approach to selection of inorganic binding polypeptides using ultrasonication during phage display methodology
İnorganik malzemelere bağlanan polipeptitlerin taranmasında yeni bir yaklaşım: Faj gösterim teknolojisinde ultrasonikasyon uygulaması
AYŞE SENEM DONATAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
İstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Ark fiziksel buhar biriktirme/magnetron sıçratma hibrid tekniği ile nanokompozit Cr-N-Cu kaplamaların üretimi ve karakterizasyonu
Deposition and characterization of nanocomposite Cr-N-Cu films by cathodic arc PVD/magnetron sputtering hybrid system
ERHAN ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
İstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Nanokristal yapılı silisyumlarda sıcaklığa ve lazer gücüne bağlı fotoışıma
Temperature and laser power dependence of photoluminescence in nanocrystalline silicone
İBRAHİM İNANÇ