Kemik doku mühendislik uygulamaları için antifungal özelliklere sahip nanofiberlerin karakterizasyonu
Characterization of nanofibers with antifungal properties for bone tissue engineering applications"
- Tez No: 998179
- Danışmanlar: DOÇ. DR. İLYAS KARTAL, DOÇ. DR. SÜMEYYE CESUR SATIÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Doğal kemik yapısı; gözenekli polimer-seramik fazı, lamelli dizilimi ve fiber-matris kompozisyonu ile kemiğe benzersiz fiziksel ve biyolojik özellikler kazandıran hiyerarşik bir nanokompozit yapıdır. Kemik doku rejenerasyonu sürecinde gözeneklilik, bozunma hızı ve hücre yapışması gibi parametrelerin yanı sıra biyoaktiflik, mekanik kararlılık ve enfeksiyon direnci kritik öneme sahiptir. Bu çalışmada; hidroksiapatit (HA) ve antifungal ajan olarak borik asit (BA) katkılı polivinil alkol (PVA) ve kitosan (CS) nanofiberler elektroeğirme yöntemiyle üretilmiştir. Çalışmanın temel bilimsel yeniliği; BA'nın kemik rejenerasyonu üzerindeki potansiyelini ve Candida albicans patojenine karşı sunduğu güçlü antifungal savunmayı polimerik bir matrise başarıyla entegre ederek, bu bileşenin yapı üzerindeki fonksiyonel etkilerini ortaya koymasıdır. BA'nın PVA ile kontrolsüz etkileşimini sınırlayan metodolojik geliştirmeler sayesinde, borun mekanik ve biyolojik katkısı iskelet yapısında muhafaza edilmiştir. SEM analizleri sonucunda; saf PVA/CS matrisinde 178 ± 53 nm olan lif çaplarının, BA konsantrasyonuna bağlı olarak %0,25 ve %0,5 BA katkılı numunelerde sırasıyla 192 ± 49 nm ve 330 ± 69 nm olduğu saptanmıştır. Elde edilen liflerin doğal ekstraselüler matris yapısını taklit ettiği ve doku mühendisliği için gerekli morfolojiyi sağladığı görülmüştür. Mekanik testlerde, HA ilavesiyle çekme dayanımı 3,16 MPa'dan 9,24 MPa seviyesine yükselerek yapısal stabilite artırılmıştır. Antifungal testler, %0,25 BA içeren iskelelerin C. albicans'a karşı %60 inhibisyon sağlayarak ticari Flukonazol ile benzer koruyucu etkinlik sergilediğini kanıtlamıştır. Osteoblast analizlerinde, %0,25 BA konsantrasyonunun güvenli terapötik pencerede kalarak hücre çoğalmasını desteklediği saptanmıştır. Gelecekteki kemik yaralanmalarının tedavisinde; geliştirilen bu PVA/CS/HA/BA nanofiberleri, BA'nın sunduğu biyosidal kalkan ve yapısal destek sayesinde kritik boyutlu defektlerin iyileşme sürecini hızlandırabilecek özgün bir biyomateryal adayıdır.
Özet (Çeviri)
Natural bone is a hierarchical nanocomposite providing unique properties through its porous polymer-ceramic phase, lamellar arrangement, and fiber-matrix composition. For regeneration, parameters such as porosity, degradation rate, and cell adhesion, alongside bioactivity, mechanical stability, and infection resistance, are critically important. This study produced electrospun polyvinyl alcohol (PVA) and chitosan (CS) nanofibers reinforced with hydroxyapatite (HA) and boric acid (BA) as an antifungal agent. The primary novelty lies in successfully integrating BA's regenerative potential and robust antifungal defense against Candida albicans into a polymeric matrix. Methodological advancements limiting uncontrolled BA-PVA interactions ensured that boron's mechanical and biological contributions were preserved. SEM results showed that fiber diameters increased from 178 ± 53 nm in pure PVA/CS to 192 ± 49 nm and 330 ± 69 nm in 0.25% and 0.5% BA-doped samples, respectively. These fibers effectively mimicked the natural extracellular matrix morphology required for tissue engineering. Mechanical testing indicated that HA addition improved tensile strength from 3.16 MPa to 9.24 MPa. Antifungal assays demonstrated that 0.25% BA scaffolds provided 60% inhibition against C. albicans, showing efficacy comparable to commercial Fluconazole. Osteoblast analyses confirmed that 0.25% BA remained within a safe therapeutic window while supporting cell proliferation. These PVA/CS/HA/BA nanofibers emerge as a promising biomaterial candidate for accelerating the healing of critical-sized bone defects through biocidal shielding and structural support.
Benzer Tezler
- Nanocomposite scaffolds containing metal nanoparticles
Metal nanotanecik içeren nanokompozit yapı iskeleleri
AYŞEN AKTÜRK
Doktora
İngilizce
2020
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN
- Biyomedikal uygulamalar için kitosan esaslı hidrojellerin geliştirilmesi
Development of kitosan based hydrogels for biomedical applications
TOLGA YİRMİBEŞOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MİTHAT ÇELEBİ
- Kemik doku mühendisliği uygulamaları için kalsiyum fosfat esaslı biyoseramiklerden doku iskelesi üretimi ve ürün performanslarının karşılaştırılması
Production of tissue scaffolds from calcium phosphate based bioceramics for bone tissue engineering applications and comparison of product performances
AYŞE SEDA ERGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AFİFE BİNNAZ HAZAR
- Desıgn and development of bıoactıve quercetın-loaded plascaffold employıng 3D prıntıng for bone tıssueengıneerıng applıcatıons
Kemik doku mühendisliği uygulamaları için biyoaktifkuersetin yüklü pla iskelesinin 3B baskı ile tasarımı vegeliştirilmesi
MERT SÜGÜR
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İKİLEM GÖCEK
- Bone tissue engineering with mesenchymal stem cell seeded scaffold assisted perfusion bioreactors
Mezenkimal kök hücre ekilmiş doku iskelesi destekli perfüzyon biyoreaktörlerle kemik doku mühendisliği
ALPER CENGİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU