3-boyutlu biyoyazıcılar için elektrik iletken biyomürekkep geliştirilmesi
Development of electrically conductive bioink for 3-D bioprinters
- Tez No: 981314
- Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF ULCAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Bioengineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Üç boyutlu yazıcı, Three dimensional printer
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomalzemeler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, litografi tabanlı üç boyutlu yazıcılarla uyumlu, elektrik iletken ve biyouyumlu bir biyomürekkep geliştirilmiştir. Ticari bir LCD tabanlı yazıcı modifiye edilerek doku iskelesi üretimine uygun hâle getirilmiştir. JelMA, bazik ortamda metakrilatlanarak yüksek dönüşüm oranı elde edilmiş ve H-NMR ile FT-IR analizleri sonucunda hem fotoreaktiflik kazandırıldığı hem de jelatin yapısının korunduğu doğrulanmıştır. Baskı parametrelerinin optimizasyonu sürecinde %10 JelMA ve %0.5 LAP içeren karışımın, 20 saniyelik katman kürleme süresiyle en uygun baskı koşullarını sağladığı belirlenmiştir. PEDOT:PSS oranındaki artış, baskı parçalarında çekme ve gözenek küçülmesine neden olmuştur. Mekanik testler, PEDOT:PSS artışıyla birlikte basma dayanımının azaldığını göstermiş, ancak literatürde benzer üretim yöntemi ve metakrilasyon derecesine sahip çalışmaların sınırlı olması nedeniyle sağlıklı bir karşılaştırma yapılamamıştır. Biyouyumluluk analizlerinde MTT testleri, PEDOT:PSS katkısının biyouyumluluğu artırdığını ve LAP kaynaklı sitotoksisiteyi azalttığını ortaya koymuştur. Hücre kültürü deneylerinde özellikle 3P numunesinde yedinci günün sonunda en yüksek hücre proliferasyonu ve düşük hücre ölümü gözlenmiştir. Buna karşın, yüksek metakrilasyon derecesine sahip saf JelMA, hücreler tarafından daha sentetik algılanarak sitotoksisiteye yol açmıştır. Geliştirilen PEDOT:PSS katkılı JelMA biyomürekkep, yüksek çözünürlüklü baskı yapılabilmesi, elektriksel iletkenlik, fotoreaktiflik ve biyouyumluluk özellikleriyle öne çıkmaktadır. Bu biyomürekkep, özellikle nöral ve kardiyak doku mühendisliği, biyoelektronik platformlar ve elektriksel stimülasyona duyarlı hücre kültürü modelleri için umut vadeden bir aday olarak değerlendirilmektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, an electrically conductive and biocompatible bioink compatible with lithography-based three-dimensional printers was developed. A commercial LCD-based printer was modified and rendered suitable for scaffold fabrication. GelMA was methacrylated under basic conditions to achieve a high degree of conversion, and H-NMR and FT-IR analyses confirmed that photoreactivity was successfully introduced while the gelatin structure was preserved. During the optimization of printing parameters, it was determined that the mixture containing 10% GelMA and 0.5% LAP provided the most suitable printing conditions with a layer curing time of 20 seconds. Increasing the ratio of PEDOT:PSS caused shrinkage in the printed parts and a reduction in pore size. Mechanical tests showed that the compressive strength decreased with increasing PEDOT:PSS content; however, due to the limited number of studies in the literature with comparable production methods and methacrylation degrees, a reliable comparison could not be made. In biocompatibility analyses, MTT assays revealed that the addition of PEDOT:PSS enhanced biocompatibility and reduced LAP-induced cytotoxicity. In cell culture experiments, the 3P sample exhibited the highest cell proliferation and lowest cell death on the seventh day. In contrast, GelMA with a high degree of methacrylation was perceived more synthetically by the cells, resulting in cytotoxic effects. The developed PEDOT:PSS-reinforced GelMA bioink stands out with its high-resolution printability, electrical conductivity, photoreactivity, and biocompatibility. This bioink is considered a promising candidate particularly for neural and cardiac tissue engineering, bioelectronic platforms, and cell culture models responsive to electrical stimulation.
Benzer Tezler
- Düşük maliyetli 3 boyutlu biyo yazıcı tasarlanıp geliştirilmesi
Design and development of a low-cost 3D bio-printer
HASAN HÜSEYİN KUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBaşkent ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ORHAN ERDEM HABERAL
- Use of neural stem cells differentiated from human iPS cells and tissue scaffolds obtained by 3D bioprinting of different nanomaterials in neural regeneration
İnsan uPK hücrelerinden farklılaştırılmış nöral kök hücreler ve farklı nanomalzemelerin 3-boyutlu biyobaskılanması ile elde edilen doku iskelelerinin nöral rejenerasyonda kullanımı
CANSU GÜRCAN KARATEPE
Doktora
İngilizce
2025
BiyomühendislikAnkara ÜniversitesiKök Hücre ve Yenileyici Tıp Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. AÇELYA YILMAZER AKTUNA
- 3 boyutlu biyoyazıcı modellenmesi ve tasarımının geliştirilmesi
3 dimensional bioprinter modeling and design development
VOLKAN BAKİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Biyoteknolojiİstanbul Yeni Yüzyıl ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KADRİYE KIZILBEY
- 3 boyutlu biyobasım tekniğinde kullanılmak üzere uygun polimerik yapıların hazırlanması
Preparation of suitable polymeric structures for use in 3D bioprinting technique
VOLKAN YALMAN
Doktora
Türkçe
2025
BiyografiYıldız Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyokimya ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NELİSA TÜRKOĞLU
DOÇ. DR. YEŞİM MÜGE ŞAHİN
- Yapay zeka yöntemi ile bölütlenmiş karmaşık damar yapılarının üç boyutlu biyoyazıcı ile üretimi
Fabrication of complex vessel structures segmented by artificial intelligence method with three dimensional bioprinter
SERKAN SÖKMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SONER ÇAKMAK
DOÇ. DR. İLKAY ÖKSÜZ