Search

Zeolitler, volkanik aktiviteler sonucu yeryüzünde doğal olarak oluşan ve sentetik olarak da yüzlerce çeşitte üretilebilen zengin element içerikli alüminasilikat mineralleridir. Zeolitler ayırt edilebilir homojen poroz yapıya sahip, yüksek yüzey alanlı iyonik bileşiklerdir. Bu kimyasal ve mikroyapısal özellikler zeolitlere yüksek adsorpsiyon ve absorpsiyon kapasitesi, iyon-değişimi, moleküler seçicilik gibi etkinlikler sağlar. Bu çok yönlü üstün özellikler de zeolitlerin tarım ve hayvancılık sektörlerinden, enerji, teknoloji ve biyomedikal sektörlerine kadar çok geniş bir yelpazede etkin olarak araştırılıp kullanılmasının önünü açmıştır. Bu çalışmada zeolitlerin temel özellikleri, uygulama alanları ve spesifik olarak biyomedikal ve doku mühendisliğinde zeolitlerin önemi, güncel, potansiyel uygulama alanları araştırılarak öz bir şekilde ele alınmıştır.

Osteokondral doku hasarı, hastalıktan travmaya kadar farklı nedenlerle ortaya çıkabilen ciddi bir sağlık sorunudur. Osteokondral arayüz defektleri yaygın olarak hem kıkırdak (hiyalin) hem de destekleyici subkondral kemiğin lezyonlarını içermektedir. Hasarın ortopedik cerrahi ile fonksiyonel onarımı, osteokondral yapının karmaşıklığı göz önüne alındığında oldukça zordur. Osteokondral doku mühendisliği, kemik, kıkırdak ve kemik-kıkırdak arayüzünün onarımı ve yenilenmesi için; yapısal iskelelerin, biyoaktif moleküllerin ve hücrelerin kullanımı ile bu zorlukların üstesinden gelmeyi amaçlamaktadır. Gözenekli iskeleler, lifler ve hidrojeller gibi çeşitli matris yapıları, aynı anda kıkırdak, orta kalsifiye kıkırdak ve kemik dokularını restore etmek için tasarlanmaktadır (Yang ve ark., 2017; Ai ve ark., 2021; Wei ve ark., 2021).Bu çalışmada, 3B-biyoyazıcı tekniği ile kök hücre yüklü, TGF-ß1 ve rhBMP-2 salımı yapabilen çift-tabakalı nanohibrit hidrojel temelli doku iskeleleri geliştirilmiştir. Doku iskeleleri 3B-biyobaskı yöntemi ile jelatin metakrilat (GelMA), kitosan metakrilat (KitMA) ve hidrotermal metot ile üretilen LDH nanopartiküllerinin (çift katmanlı hidroksit bileşikleri) Irgacure2959 fotobaşlatıcı varlığında yazdırılması ve sonrasında UV ışık altında kürlenmesi ile hazırlanmıştır. LDH nanopartiküllerine yüklenen TGF-ß1 ve rhBMP-2 sinyal molekülerinin nanopartiküllerden ve doku iskelelerinden in vitro salım davranışları enzim-bağlı immünosorbent testi (ELISA) ile incelenmiştir. Fiziksel, kimyasal ve mekaniksel özellikleri karakterize edilen doku iskelelerine enkapsüle edilen kök hücrelerin canlılığı (canlı/ölü testi), morfolojisi (DAPI/Aktin boyama), gelişimi, proliferasyonu (PrestoBlue analizi), osteojenik ve kondrojenik farklılaşma özellikleri (immünfloresan boyamalar ve PCR analizleri) incelenmiştir. Doku iskelelerinin kemik ve kıkırdak onarımına etkisi sıçanlar üzerinde in vivo osteokondral hasar modelinde değerlendirilmiştir. Tüm sonuçlar birlikte değerlendirildiğinde, geliştirilen nanohibrit çift-tabakalı platformun osteojenik/kondrojenik farklılaşmayı desteklediği ve osteokondral rejenerasyonu teşvik ettiği sonucuna varılmıştır

Kolayca modifiye edilebilir ve pek çok çalışmaya entegre edilebilir özellikleriyle mikroakışkan sistemler son yıllarda araştırmacıların ilgi odağındadır. Mikroakışkan çipler sayesinde daha az solüsyon ve sürekli perfüzyon ile kontrollü ve optimize hücre kültürü çalışmaları yapılabilmektedir. Son yıllarda özellikle rejeneratif tıbbın ilgisini çeken kök hücrelerin tek başına veya diğer hücrelerle birlikte kültürlenmesi ve kullanılan kök hücrelerin istenilen yönde farklılaştırılması çip sistemlerinde sıklıkla çalışılmaktadır. Bu sistemlere hücreler arası ortam koşullarını taklit edecek hidrojellerin veya hücrelerinden arındırılmış organ matrislerinin de ilave edilmesi in vivo'ya daha yakın sonuçlar vermektedir. Çiplerin üretildiği malzeme, yüzey modifikasyonları, akış hızı, besi yeri içeriği, kullanılan hidrojellerin mekano-kimyasal özellikleri, elektriksel, kimyasal ya da mekanik uyarımlar neticesinde kök hücrelerin farklılaşmaları da dahil tüm davranışlarının oldukça değiştiğini gösteren birçok çalışma mevcuttur. Mikroakışkan çip sistemlerinin ilerleyen zamanlarda kişiselleştirilmiş tıp, ilaç toksisite deneyleri, hasta-yanı hızlı tanı kitleri ve birçok temel bilim araştırmasına yeni bir boyut kazandıracağı, özellikle hayvan deneylerinin yerini alarak daha güvenilir ve ucuz potansiyel yöntemlerin başında geleceği öngörülmektedir. Tüm bu sebepler çip sistemlerini araştırma odağı yapmaktadır. Bu çalışmada; mikroakışkan çip sistemlerinin üretimi, avantajları, dezavantajları ve doku mühendisliği alanındaki uygulamaları tartışılmıştır., Microfluidic systems, which can be easily modified and integrated into many studies, have been the focus of attention of researchers in recent years. Thanks to microfluidic chips, controlled and optimized cell culture studies can be performed with less solution and continuous perfusion. In recent years, culturing the stem cells which has attracted the attention of regenerative medicine, alone or together with other cells and differentiating these cells in the desired direction, are frequently studied in chip systems. Adding hydrogels or decellularized organ matrices to these systems that will mimic the intercellular environment conditions gives results closer to in vivo. There are many studies showing that all the behaviors of the stem cells, including the differentiation, change considerably due to the material from which the chips are produced, the surface modifications, the flow rate, the medium content, the mechano-chemical properties of the hydrogels used, and electrical, chemical or mechanical stimulations. It is predicted that microfluidic chip systems will add a new dimension to personalized medicine, drug toxicity experiments, point-of-care rapid diagnostic kits, and many basic science researches in the future, and will be one of the more reliable and inexpensive potential methods, especially by replacing animal experiments. All these reasons make chip systems the focus of research. In this study; The fabrication, advantages, disadvantages, and applications of microfluidic chip systems in tissue engineering are discussed.

Bu çalışmada, elektroeğirmeyle üretilen nanoliflerden deri doku mühendisliğinde kullanılmak amacıyla doku iskelesi ve yara örtüsü geliştirildi. Deri doku mühendisliğinde yara iyileşme uygulamalarında kullanılmak amacıyla poli(ε-kaprolakton) (PCL), Κ-karragenan (Kar) ve Nigella sativa tohum yağı (NSO) kullanılarak nanolifler üretildi. PCL-KAR-ÇOY nanoliflerinin hücre canlılığı üzerine etkileri DAPI kullanılarak floresans mikroskop yardımıyla belirlenirken, yara iyileşme aktivitelerinin araştırılmasında culture insertler kullanıldı. 10 mg/mL çörek otu yağı içeren PCL-Kar-ÇOY nanolifleri kontrole kıyasla 48 ve 72 saat boyunca sırasıyla %43,16±15,56 ve %48,33±14,72 yara iyileşme aktivitesi göstererek daha etkili bulundu. Nanolif temelli biyoaktif yara örtülerinin geliştirilmesi amacıyla PCL, selüloz asetat (CA) ve mandelik asit (MA) kullanıldı. PCL-CA-MA nanoliflerinin HaCaT hücre canlılığına etkileri MTT testi ile belirlendi. 25 mM MA içeren PCL-CA nanolifleri en etkin konsantrasyon olarak belirlendi. PCL-CA-MA (25 mM) nanolifleri (sırasıyla 4, 6 ve 8 saat için %39,35±12,46; %65,31±10,74 ve %94,78±6,77) kontrol grubuna (sırasıyla 4, 6 ve 8 saat için %17,88±3,34; %19,36±6,64 ve %29,07±7,66) kıyasla çok kısa sürede oldukça yüksek bir yara iyileşme aktivitesi gösterdi., In this study, electrospun nanofibers were developed for use in the field of skin tissue engineering as scaffold and wound dressing material. Nanofibers were prepared with poly(ε-caprolactone) (PCL), Κ-carrageenan (Car) and Nigella sativa seed oil (NSO) for the purpose of developing the skin tissue engineering matrices for wound healing. Cell viability experiments were performed on HaCaT cell line for the choosing of appropriate PCL-Car/NSO nanofibers via fluorescence microscopy with DAPI, and wound healing activity was investigated with culture inserts performed. 10 mg/mL NSO containing PCL-Car/NSO nanofibers were found more effective at wound healing compared with the control 43.16 ± 15.56% and 48.33 ± 14.72% for 48 and 72 hours, respectively. PCL, cellulose acetate (CA) and mandelic acid (MA) were used for the development of nanofibrous bioactive wound dressing material. PCL-CA-MA nanofibers’ effects on viability of HaCaT cell lines were determined by MTT. PCL-CA nanofibers, which contained 25 mM MA, were found the most effective nanofiber formulation. PCL-CA-MA (25 mM) nanofibers showed an excellent wound healing activity (39.35±12.46%; 65.31±10.74% and 94.78±6.77% for 4, 6 and 8 hours, respectively) compared with control group, (17.88±3.34%; 19.36±6.64% and 29.07±7.66% for 4, 6 and 8 hours, respectively) in a very short time.

Bu çalışmada, çevresel atık oluşturan balık pullarından (BP) gümüş nitrat nanopartikülleri (AgNO³) ve poli(laktik asit) (PLA) taşıyıcı polimeri ile birlikte nanolifli yüzey üretimi gerçekleştirilmiş ve üretilen yüzeylerin karakteristik özellikleri incelenmiştir. Balıkçılık sektörünün bir atığı olan balık pullarından balık jelatini elde edilmiştir. Elde edilen balık jelatini Ag ve PLA ile birlikte elektro lif çekimi ünitesinde nanolifli yüzey üretiminde kullanılmıştır. Balık pullarından elde edilen balık jelatini ve Ag %10'luk PLA çözeltisi içerisine üç farklı oranda ilave edilmiştir. Nanolif üretimi, hazırlanan çözeltinin 10 ml'lik şırıngadan, saatte 0,5 ml besleme hızı ile 11 kV gerilim altında, 10 cm uzaklıktaki toplayıcı üzerine gönderilmesi ile gerçekleştirilmiştir. Üretilen nanolifli yüzeylerin karakterizasyonu X-ışını kırınımı (XRD), Fouirer transform kızılötesi spektrofotometre (FTIR), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılımlı X ışını analizi (EDX) ile analiz edilmiştir. In this study, the production of nanofibrous structures was carried out with fish scales (BP), which creates environmental waste, silver nitrate nanoparticles (AgNO³) and poly(lactic acid) (PLA) carrier polymer, and the characteristics of the produced surfaces were investigated. Fish gelatine was obtained from fish scales, which is a waste of the fishing industry. The obtained fish gelatin was used together with Ag and PLA in the electrospinning unit for the production of nanofibrous structures. Fish gelatin and Ag obtained from fish scales were added to 10% PLA solution at three different rates. Nanofiber production was carried out by feeding the prepared solution from a 10 ml syringe to the collector at a distance of 10 cm under 11 kV voltage with a feed rate of 0.5 ml per hour. The characterization of the produced nanofibrous surfaces was analyzed by X-ray diffraction (XRD), Fouirer transform infrared spectrophotometer (FTIR), scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive X-ray analysis (EDX).

ÖZET DOKU MÜHENDİSLİĞİ UYGULAMALARI İÇİN BİYOBOZUNUR HA-PHB TAŞIYICI SİSTEMLERİN KLİK REAKSİYONLARI İLE SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU Günümüzdeki doku mühendisliği kapsamında üretilen yara örtü sistemlerinin hazırlanması için yapılan çalışmalar, yara iyileşme sürecinde epitel hücrelerin hareket etmesine izin veren ideal bir iyileşme ortamının koşullarının oluşturulmasına dayanmaktadır. Bu nedenle, bu tez çalışmasında, diyabetik yara ülserleri gibi, zor iyileşen veya nekrotik yaralar gibi üstüne konulan yara örtüsüne yapışan kuru yaralar için sulu ortam sağlayabilen yara örtülerinin kullanılması istenmektedir. Hyaluronik asit hidrofilik özelliği olan, cildin hücre dışı matrisinin ana bileşenidir. Nemli bir ortam sağlayan ve yaralı doku yüzeyini kuruluktan koruyan HA, kollajen salgılanmasını da arttırarak yara iyileşmesini hızlandırır. HA ile oluşturulan hidrojellerin, mekanik bütünlüğü zayıfdır ve hızlı bir bozunma gösterir. HA'nın degredasyon süresini uzatmak için başka bir polimer ile çarpraz bağlanması veya modifikasyonla stabilize edilmesi gerekmektedir. Stabilizasyonun sağlamak için, bu tez kapsamında HA molekülü C6 karbonunun oksidasyonundan sonra, ortama farklı reaksiyon koşullarında alkin grubu eklenerek, alkinlenmiş HA elde edilmiştir. PHB, toksik olmaması, biyolojik uyumluluk göstemesi, su ve karbondioksite ayrışma gibi özellikleri taşıyan bir mikrobiyal polimerdir. Tez çalışmasında, mantar kompostundan izole edilen Bacillus marmarensis kullanılmış ve kültüvasyon ortamına farklı oranlarda sodyum nonanoat/11-bromoundekanoik asit eklenerek, brom fonksiyonel PHB elde edilmiştir. Bu reaksiyonu takiben sodyum azid reaksiyonu üzerinden azido-PHB hazırlanmıştır. Aynı zamanda PHBnin farklı yollarla azidlenme çalışmalarıda yapılmıştır. İki bileşenin çapraz bağlanması için Klik Reaksiyonları çok güçlü bir araçtır. Klik reaksiyonu bir azid ve bir alkin arasındaki 1, 3 dipolar siklo katılmaya dayanmaktadır. Bu tez çalışmasında klik reaksiyonu ile çapraz bağlanan HA-PHB ve jelleşme için PVA içeren yara örtü sistemleri, hızlı degredasyona uğrayan HA’nın aksine iyileşme süresi boyunca mekanik kararlılığını koruyan örtü sistemlerinin sentezlenmesi sağlanmıştır ABSTRACT SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF BIODEGRADABLE HA-PHB CARRIER SYSTEMS BY CLICK REACTIONS FOR TISSUE ENGINEERING APPLICATIONS The current studies for the preparation of wound dressing systems produced within the scope of tissue engineering are based on the creation of an ideal healing environment that allows epithelial cells to move during the wound healing process. Therefore, in this thesis, it is desired to use wound dressings that can provide an aqueous environment for dry wounds such as diabetic wound ulcers, poorly healing or necrotic wounds that adhere to the overlying wound dressing. Hyaluronic acid is the main component of the skin's extracellular matrix, with a hydrophilic property. Providing a moist environment and protecting the injured tissue surface from dryness, HA accelerates wound healing by increasing collagen secretion. Hydrogels formed with HA have poor mechanical integrity and show rapid degradation. HA needs to be crosslinked with another polymer or stabilized by modification to prolong the degradation time. In order to provide stabilization, within the scope of this thesis, after the oxidation of the C6 carbon of HA molecule, alkyne group was added to the medium under different reaction conditions, and alkynized HA was obtained. PHB is a microbial polymer with features such as non-toxicity, biocompatibility, and decomposition into water and carbon dioxide. In the thesis study, Bacillus marmarensis isolated from mushroom compost was used and bromine functional PHB was obtained by adding different ratios of sodium nonanoate/11-bromoundecanoic acid to the cultivation medium. Following this reaction, azido-PHB was prepared over the sodium azide reaction. At the same time, studies on azidation of PHB by other ways have been done. Click Reactions is a very powerful tool for crosslinking two components. The click reaction is based on 1,3 dipolar cycloaddition between an azide and an alkyne. In this thesis, wound dressing systems containing HA-PHB cross-linked by click reaction and PVA for gelling were synthesized, covering systems that maintain their mechanical stability during the healing period, unlike HA, which degrades rapidly.

Bu çalışmada, PLA ve PCL polimeri kullanılarak, geniş malzeme seçenekleri ve üretim parametrelerinde esneklik sunularak damar imalatı yapılmıştır. Farklı kalınlıklarda tasarımı ve imalatı gerçekleştirilmiş olan damarın mekanik özellikleri incelenmiş ve sonuçları değerlendirilmiştir. Dönen farklı çaplardaki (2 mm, 3 mm, 4 mm ve 5 mm) kollektörlerin üzerinde, farklı konsantrasyonlardaki PLA ve PCL polimerleriyle, elektro-eğirme yöntemi kullanılarak morfolojik ve mekanik olarak bir kan damarına benzeyen iskele mimarisi geliştirilmiştir. Bu iskeleler oluşturulurken, spinleme parametreleri (uygulanan voltaj, akış hızı, kollektörün dönüş hızı, uç ile kolektör arası mesafe) değiştirilerek baloncuksuz optimum yüzeye ulaşılması amaçlanmıştır. Elde edilmiş ve optimizasyonu yapılmış boru iskelelerinin, Scanning Electron Microscopy (Taramalı Elektron Mikroskobu)(SEM), Fourier Transform Infrared Spektrofotometre (Fourier Dönüşümü Kızılötesi Spektrofotometresi) (FTIR) ve çekme testi yardımıyla morfolojik, kimyasal ve mekanik özellikleri tespit edilmiş olup, hangi solüsyon konsantrasyonun kullanılması gerektiği belirlenmiştir. Yapılan testler sonucunda %8 PLA ve %10’luk PCL konsantrasyonunun uygun değer olduğu görülmüştür. Ayrıca eğirme parametrelerine baktığımızda her ikisinin de uygun değer çözeltileri için uç ile kolektör arası mesafe 20 cm, uygulanan voltaj 20 kV ve akış hızı için 1,5 ml/h uygun bulunmuştur. Kolektörlerin çaplarına göre dönme hızları ise 2 mm için 70 rpm, 3 mm çap için 60 rpm, 4 ve 5 mm çaplarındaki kolektörler için ise 50 rpm döndürme hızlarının optimum olduğu görülmüştür. In this study, the design and production of vessel manufacturing at different thicknesses using PLA and PCL polymers and optimum mechanical properties for the system were investigated. Scaffolding architecture, which morphologically and mechanically resembles a blood vessel, has been developed by electrospinning with different concentrations of PLA and PCL polymers on rotating collectors of different diameters (2 mm, 3 mm, 4 mm and 5 mm). While making these scaffoldings, it was aimed to reach the optimum surface without bubble by changing the spin parameters (applied current, flow rate, rotation speed of collector, distance between tip and collector). The morphological, chemical and mechanical properties of the optimized tube scaffoldings were determined by Scanning Electron Microscopy, Fourier Transform Infrared Spectrophotometry and tensile tests and the solution concentration was determined. As a result of the tests, 8% PLA and 10% PCL concentration were found to be optimum. When we look at the Spinning parameters, the distance between the tip and the collector is about 20 cm, the applied voltage is 20 kV, and the flow rate is 1.5 ml/h for optimum solutions for both. According to the diameters of the collectors, rotation speeds of 70 rpm for 2 mm, 60 rpm for 3 mm diameter, and 50 rpm for 4 and 5 mm diameter collectors were found to be optimum.

Genellikle üç boyutlu (3B) baskı olarak adlandırılan eklemeli imalat (Eİ) teknolojisi son yıllarda pek çok alanda kullanılmaktadır. Teknolojinin tanıtılmasıyla, sektörler arası yayılımı artmakta ve tıpta biyofabrikasyon alanının gelişimini hızlandırmaktadır. Eklemeli imalattaki son gelişmeler, hastaya özel sağlık bakım çözümlerinin daha da geliştirilmesini kolaylaştırmaktadır. Özellikle kişiselleştirilmiş tedavi yöntemlerine istinaden üretimin planlanması onu sağlık uygulamalarında tercih nedeni saymaktadır. İmplantlar, ilaç dağıtım cihazları, tıbbi aletler, protezler gibi pek çok sağlık ürünü ve hizmetinin özelleştirilmesi, eklemeli imalat teknolojileri olmadan, imkânsız değilse bile son derece zor olmaktadır. Bugün, eklemeli imalat; çeşitli uygulamalara tabi tutulabilen, metal, seramik, polimer malzemeler ve biyomalzemeler kullanılarak gerçek üç boyutlu nesne yapmak için iyi bilinen teknolojidir.Bu çalışma, eklemeli imalatın tıp alanındaki uygulamalarını, biyobaskı teknolojisi ile doku ve organ gelişimini, medikal alandaki malzeme yelpazesini ve bu teknoloji için gelecekteki araştırma ihtiyaçlarını sunmaktadır., Additive manufacturing (AM) technology, which is generally called three dimensional (3D) printing, has been used in many fields in recent years. With the introduction of technology, its cross-industry spread is increasing and is accelerating the development of the field of biofabrication in medicine. Recent advances in additive manufacturing are facilitating the further development of patient-specific healthcare solutions. Especially with regard to personalized treatment methods, production planning makes it preferable in healthcare applications. The customization of many healthcare products and services, such as implants, drug delivery devices, medical instruments, and prostheses, is extremely difficult, if not impossible, without additive manufacturing technologies. Today, additive manufacturing; is a well-known technology for making real three-dimensional objects using metal, ceramic, polymer materials, and biomaterials that can be subjected to a variety of applications. This article presents the medical applications of additive manufacturing, tissue and organ development with bioprinting technology, the range of materials in the medical field, and future research needs for this technology.

Teknolojinin hızlı gelişiminin yansımaları sağlık sektöründe özellikle doku mühendisliği alanında açıkça görülmektedir. Doku mühendisliği ve nanoteknoloji dallarının kapladığı yol, yenilikçi tıbbi cihazlar alanında sıklıkla karşımıza çıkmaktadır. Tıbbi cihazlar kapsamında diş protezleri ve implantlar gibi diş hekimliği alanında malzeme biliminin getirdiği yeniliklerin yaşam kalitesini artırdığı yadsınamaz bir gerçektir. Diş hekimliği pazarında çeşitli marka ve modeller yönlendirilmiş kemik membran (GBR) membran sistemleri bulunmaktadır. Bu derlemenin konusu, yenilikçi bir tıbbi cihaz olan GBR sistemlerinin genel özelliklerini incelemek ve osteokondüktivite açısından genel bir değerlendirme yapmaktır. Bu incelemenin amacı, GBR membran sistemlerine genel bir bakış olarak ve malzeme olarak bulunması kolay ve fiyatı daha uygun olan jelatin (GEL) ve polilaktik asit (PLA) polimerlerinden yapılan çok katmanlı GBR uygulamalarını incelemektir. Ayrıca GBR membran sistemleri üzerinde çalışacak genç bilim adamlarının çalışmalarına katkı sağlanması hedeflenmektedir., The reflections of the rapid development of technology are clearly seen in the health sector, especially in the field of tissue engineering. The road covered by tissue engineering and nanotechnology branches is frequently encountered in the field of innovative medical devices. It is an undeniable fact that the innovations brought by materials science in the dental field such as dental prostheses and implants within the scope of medical devices increase the quality of life. There are various brands and models of oriented bone membrane (GBR) membrane systems in the dental medical market. The subject of this review is to examine the general properties of GBR systems, which is an innovative medical device, and to make a general evaluation in terms of osteoconductivity. The purpose of this review is to examine GBR membrane systems as an overview of GBR membrane systems and multilayer GBR applications made from gelatin (GEL) and polylactic acid (PLA) polymers, which are easy to find as materials and more affordable in price. In addition, it is aimed to contribute to the work of young scientists who will work on GBR membrane systems.

Bu tez çalışmasının ilk kısmında 3B yazıcı teknolojisi ile polivinil alkol (PVA)/Kitosan (KS) bazlı yapay kornea stroma dokusu üretilmiş ve karakterize edilmiştir. İkinci kısmında ise elektroeğirme yöntemi ile PVA/Jelatin (JEL)/Propolis bazlı kornea yara

Anadolu Üniversitesi ve Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi tarafından ortak yürütülen program. Bu çalışmada doku mühendisliği uygulamaları için doku iskelesi amaçlı gözenekli biyobozunur Mg, Zn, Fe alaşımları ve TCP numunesi toz metalurjisi esaslı boşluk yapıcı yöntemiyle üretilmiştir. Ayrıca, biyobozunur ortopedik implant uygulamalarında kullanılmak üzere (vida, plaka vb.) yoğun Mg, Zn ve Fe, östenit yapılı Fe alaşımları ve TCP numuneleri geleneksel toz metalurjisi yöntemiyle, yoğun Fe numunesi ise toz enjeksiyon kalıplama (TEK) yöntemi ile üretilmiştir. Silindir şekilli ham numunelerin ve sinterlenmiş numunelerin yoğunluk değerleri geometrik (gravimetrik) yöntem ile kütle/hacim ilişkisi kullanılarak belirlenmiştir. Karakterizasyon çalışmaları kapsamında, numunelerin mekanik özellikleri ve mikroyapıları analiz edilmiştir. Numunelerin mekanik özellikleri basma testi ve tahribatsız ultrasonik muayene yöntemi ile belirlenmiştir. Elektrokimyasal korozyon özellikleri yapay vücut sıvısında incelenmiştir. Ayrıca metal iyon salınımı miktarı ve biyobozunurluk hızı yapay vücut sıvısı içerisinde statik daldırma testi ile incelenmiştir. Numunelerin faz yapısını belirlemek amacıyla X-ışını kırınım (XRD) analizi gerçekleştirilmiştir. Gözenekli numunelerin toplam gözenek (açık ve kapalı) miktarları kütle/hacim ilişkisinden (geometrik yöntem) belirlenmiştir. Çalışmanın sonunda, % 68 - % 83 arasında değişen farklı oranlarda gözenek içeren numuneler doku mühendisliği uygulamaları için üretilmiştir. Numunelerin mekanik özellikleri karşılaştırıldığında yüksek östenit yapılı Fe alaşımlarının en yüksek elastisite modülüne sahip olduğu görülmüştür. Biyobozunurluk incelemesinde Fe, Mg ve Zn alaşımlarının ağırlık değişimi beklenen değerlerde değişmektedir. Salınan Fe, Zn ve Mg iyon miktarları, insan vücudu için toksik eşik değerinden düşüktür. XRD sonuçları incelendiğinde alaşımlarda bulunan elementlerin faz yapısının korunduğu görülmektedir. Elektrokimyasal korozyon sonuçlarına bakıldığında, üretilen Mg alaşımlarından Mg-Zr alaşımının, Fe alaşımlarından Fe-Co alaşımının ve Zn alaşımlarından ise Zn-Fe alaşımının korozyon hızlarının düşük olduğu görülmüştür. In this study, porous biodegradable Mg, Zn, Fe alloys and TCP specimens for use as tissue scaffold material in tissue engineering applications were produced by the powder metallurgy based space holder method. Also, for use (as screw, plate, etc.) in biodegradable orthopedic implant applications, dense Mg, Zn and Fe, austenite Fe alloys and TCP specimens were produced by the traditional powder metallurgy method, and dense Fe-based specimen was produced by the powder injection molding (PIM) method. Density values of cylindrical green specimens and sintered specimens were determined using the mass/volume relationship by the geometric (gravimetric) method. Within the scope of characterization studies, the mechanical properties and microstructures of the specimens were analyzed. The mechanical properties of the specimens were determined by compression test and non-destructive ultrasonic testing method. Electrochemical corrosion properties were investigated in simulated body fluid. In addition, the amount of released metallic ions and the rate of biodegradation were investigated in simulated body fluid by the static immersion test. X-ray diffraction (XRD) analysis was performed to determine the phase structure of the specimens. The total pore (open and closed) amounts of the porous specimens were determined using the mass/volume relationship (geometric method). At the end of the study, specimens with different percentages of pores ranging from 68% to 83% were produced for tissue engineering applications. It was seen from the comparison of mechanical properties that Fe alloys with dense austenitic structures have the highest modulus of elasticity. In the biodegradability investigations, the weight change of Fe, Mg and Zn alloys was within the expected values. The amounts of released Fe, Zn and Mg ions were lower than the toxic threshold value for the human body. It was seen from the results of the XRD analyses that the phase structure of the elements in the alloys was preserved. Also, it was observed from the results of the electrochemical corrosion characteristics that the corrosion rates of Mg-Zr alloy from among Mg alloy, Fe-Co alloy from among Fe alloys, and Zn-Fe alloy from among Zn alloys were low. YÖK 100/2000 DOKTORA BURSU

Gözümüzün ön yüzeyini oluşturan korneanın iyi bir görme işlevi için orijinal bütünlüğünün yaşam boyu korunması gerekmektedir. Korneanın işlevsel bütünlüğü, limbal bölgede yer alan limbal epitelyal kök hücreler tarafından rejenerasyon yoluyla korunarak yaşam boyu sürdürülür. Herhangi bir nedenle bu kök hücrelerin zarar görmesi, korneanın işlevini yitirmesine ve sonuç olarak ciddi görme kayıplarına neden olmaktadır. Bu patolojinin tedavisi için uygulanan geleneksel (otogreft, allogreft) yaklaşımlar kliniklerde arzu edilen güvenilirlikte başarılı olma konusunda yetersiz kalmaktadır. Bu nedenle ileri biyomühendislik yöntemlerinden olan doku mühendisliği alanında geliştirilen yöntemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Günümüzde, in vitro çoğaltılan limbal epitelyal kök hücrelerin, riski düşük ve güvenilirliği yüksek bir tedavi seçeneği olarak hastaya sunulması en güncel tedavi yaklaşımıdır. Limbal epitelyal kök hücrelerin in vitro çoğaltılmasında kullanılan en yaygın destek materyali insan amniyotik membranıdır (iAM). Olumlu sonuçlarına rağmen, iAM'nin kliniklerde kullanımı ciddi standardizasyon problemleri ve bulaşıcı hastalık riskleri gibi olumsuzluklar nedeniyle kısıtlı kalmaktadır. Bu nedenle, iAM yerine geçebilecek alternatif bir destek materyali geliştirilmesine gereksinim duyulmaktadır. Geliştirilecek alternatif destek materyalinin başarısı, in vitro ortamda, hücrelerin doğal mikroçevresini olabildiğince taklit edebilmesine doğrudan bağlıdır. Bu yaklaşıma bağlı olarak bu doktora tez çalışmasında, destek materyali olarak hyaluronik asit (HA) ile zenginleştirilen ve 4-arm PEG süksinimidil glütarat (4SP) ile stabilize edilerek fonksiyonelleştirilen kollajen filmlerin ve hücre kültürü ortamının makromoleküler yönden kalabalıklaştırılmasının limbal doku türevli hücrelerin in vitro çoğaltılması üzerine etkisi araştırıldı. HA ile zenginleştirilerek ve 4SP ile stabilize edilerek üretilen kollajen bazlı filmlerin kimyasal karakterizasyonu 2,4,6-trinitrobenzen sülfonik asit (TNBSA) ve enzimatik degredasyon analizleri ile yapıldı. Üretilen filmlerin yapısal karakterizasyonları ise morfolojik ve mekanik yönden incelendi. Makromoleküler kalabalıklaştırıcı optimizasyonu primer insan korneal fibroblastları (HCFs) ile yapıldı ve belirlenen optimal kalabalıklaştırıcı limbal doku türevli hücrelere uyarlandı. Üretilen filmlerin ve makromoleküler kalabalıklaştırma yönteminin üretilen hücrelere etkisi öncelikle hücre morfolojisi, canlılığı, metabolik aktivitesi ve proliferasyon oranı açısından incelenerek değerlendirildi. Hücrelerin ekstrasellüler matriks (ECM) depolama düzeyleri sodyum dodesil sülfat-poliakrilamid jel elektroforezi (SDS-PAGE) ve immunositokimyasal yöntemlerle incelendi. Son olarak, üretilen hücrelerin immunositokimyasal yöntemle fenotipik analizi de yapıldı. HA ile zenginleştirilmiş kollajen filmlerdeki kollajen moleküllerinin kimyasal olarak en etkin çapraz bağlanması minimal 5 mM 4SP konsantrasyonunda sağlanmıştır. Ficoll™ kokteyl makromoleküler kalabalıklaştırıcı olarak HCFs kültüründe korneal stromaya özgü ECM (Kollajen I, III, IV, V, VI) birikimini en yüksek düzeyde sağlarken; aynı zamanda biriken ECM bileşenleri, doğal kornea stromasına benzer şekilde, homojen ve fibriller bir dağılım da sergilemektedir. HA ile zenginleştirilmiş ve 4SP ile stabilize edilerek fonksiyonelleştirilmiş kollajen filmler ve makromoleküler kalabalıklaştırıcı Ficoll™ kokteyl limbal doku türevli hücrelerin morfolojisini, metabolik aktivitesini ve canlılığını korurken, aynı zamanda proliferasyon oranlarını da arttırmaktadır. Ayrıca hücrelerin limbal epitelyal kök hücre mikroçevresine özgü ECM (Kollajen IV, fibronektin, laminin) birikimi arttırılırken fenotipik devamlılığı, incelenen işaretleyiciler (PAX6, vimentin, CK12) yönünden de korunmaktadır. Bu tezin bulgularına göre, makromoleküler olarak (Ficoll™ koktely ile) kalabalıklaştırılmış büyütme ortamı, HA (%0.5 w/w) ile zenginleştirilmiş ve 4SP (5 mM) ile stabilize edilmiş kollajen bazlı doku iskelesi üzerinde in vitro çoğaltılan limbal doku türevli hücrelerin canlılığını, metabolik aktivitesini ve proliferasyonunu destekleyip limbal epitelyal kök hücre mikroçevresine özgü ECM birikimini hızlandırırken, aynı zamanda hücrelerin fenotipik özelliklerinin de devamlılığını sağlamaktadır., The cornea is the outermost surface of our eyes. For a good visual function, original integrity of the cornea must be maintained during the whole life span. The functional integrity of the cornea is maintained during the whole life span through regeneration by limbal epithelial stem cells, located in the limbal region. Any reason causing to a damage of these stem cells can lead to loss of corneal function and consequently to occurrence of severe visual loss. Traditional approaches (i.e. autograft, allograft) are inadequate in providing the desired success and safety level for the treatment of this pathology in the ophthalmology clinics. Therefore, developing new methodologies using the advanced bioengineering methods in the field of tissue engineering are essential. At the present time, as an advanced cellular therapy approach, transplantation of in vitro expanded limbal epithelial stem cells is the safest treatment option with the highest success level. The most common used scaffold for in vitro expansion of limbal epithelial stem cells is the human amniotic membrane (hAM). Despite of the positive outcomes, the applications of hAM both in the clinics and in the laboratories remains limited due to the serious standardization problems and transmission risk of infectious diseases. Therefore, development of an alternative scaffold which is able to replace hAM is an urgent need. The success of the alternative scaffold depends on the ability of the mimicking the natural microenvironment of the cells. In this doctoral thesis, we investigated the effect of Hyaluronic acid (HA)- enriched and 4-arm PEG succinimidyl glutarate (4SP)-stabilized collagen films in combination of macromolecular crowding method of the cell culture medium on in vitro expansion of limbal tissue-derived cells. Chemical characterization of collagen-based films fabricated by enriching with HA and stabilizing with 4SP was done by 2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid (TNBSA) and enzymatic (collagenase) degradation analyses. Structural characterizations of the fabricated films were examined morphologically and mechanically. Optimization of macromolecular crowding was performed with primary human corneal fibroblasts (HCFs) and the determined optimal crowder was adapted to the limbal-tissue derived cells. The effects of the fabricated films and macromolecular crowding methodology on in vitro expanded cells were primarily examined in terms of cellular morphology, cell viability, metabolic activity and proliferation rate of the cells. Deposition of extracellular matrix (ECM) levels of the cells was analysed by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and immunocytochemical methods. Finally, phenotypic analysis of the in vitro expanded cells was done by immunocytochemical method. The most effective minimal concentration of 4SP for cross-linking chemically to the collagen molecules in the HA-enriched collagen films was determined as 5 mM. FicollTM cocktail provides the highest corneal stroma-specific ECM (Collagen I, III, IV, V, VI) deposition in the culture of HCFs for macromolecular crowding, and the deposited ECM components exhibit homogeneous distribution and fibrillary morphology similar to the native corneal stroma. HA-enriched and 4SP-stabilized collagen films and macromolecular crowding method via using FicollTM cocktail causes to an increase in cellular proliferation rate while maintaining the cellular morphology, metabolic activity and viability of limbal tissue-derived cells. In addition, while the deposition of limbal epithelial stem cell microenvironment specific ECM (Collagen IV, fibronectin, laminin) is increased, cellular phenotypic maintenance is found to be protected in terms of the examined markers (PAX6, vimentin, CK12). According to the results of this thesis study, HA (0.5% w/w)-enriched 4SP (5 mM)- stabilized collagen-based tissue scaffold in combination with the macromolecularly crowded (via FicollTM cocktail) growth medium maintains the viability and metabolic activity of the in vitro expanded limbal tissue-derived cells and support their proliferation and also accelerates the limbal epithelial stem cell microenvironment-specific ECM (collagen IV, fibronectin, laminin) deposition while maintaining the phenotype of the cells.

Perikardiyal sıvı (PF) heterojen bir hücre topluluğuna sahiptir. Bu hücrelerden biri de mezenkimal kök hücre özelliği taşıyarak başka hücrelere farklılaşma potansiyeline sahip olan mesotelyal hücrelerdir. Bu hücrelerin sayısı doku hasarıyla birlikte artarak büyüme faktörleri (VEGF, FGF-2, PDGF, TGF-b) ve ekstrasellüler matriks (ECM) moleküllerini sentezleyerek doku/organda meydana gelen hasarın onarımında önemli bir yer tutmaktadır. Bu çalışmada mesotelyal hücrelerin hücre kültür ortamına FGF-2 (basic fibroblast growth factor)’ nin eklenmesiyle mesotelyal hücrelerin vasküler doku oluşumuna etkisi incelenmiştir. Bu amaçla büyüme faktörü eklenmiş ve büyüme faktörü eklenmemiş olan kontrol grubu hücrelerinin birinci ve beşinci günlerdeki ışık mikroskobu görüntüleri kullanılarak analiz edilmiştir. Bu görüntüler ve görüntü histogramları kullanılarak Hjorth parametreleri olan mobilite, aktivite ve komplekslik özellikleri, çarpıklık, basıklık ve entropi değerleri kullanılarak istatistiksel olarak analiz edilmiştir. Birinci ve beşinci günlerde FGF-2 eklenen ve eklenmeyen kültürdeki hücrelerin görüntülerinden hesaplanan özniteliklerin gruplar arasındaki farklılığı değerlendirmek için istatistiksel analizi yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre birinci günde iki grup arasında ve beşinci günde iki grup arasında bağımsız örneklem t testi ve Mann-Whitney U testi neticesinde anlamlı farklılıklar olduğu (p, Pericardial fluid (PF) has a heterogeneous cell population. One of these cells is mesothelial cells that have the potential to differentiate into other cells, such as mesenchymal stem cells. The number of these cells increases with tissue damage and plays an important role in the repair of tissue/organ damage by synthesizing growth factors (VEGF, FGF-2, PDGF, TGF-b) and extracellular matrix (ECM) molecules. In this study, the effect of mesothelial cells on vascular tissue formation was investigated by adding FGF-2 (basic fibroblast Görowth factor) to cell culture medium. For this purpose, control group cells and groups of added growth factor were analyzed using light microscopy images at the first and fifth days. Using these images and image histograms, Hjorth parameters which are mobility, activity, complexity and, kurtosis, skewness and entropy values were analyzed statistically. On the first and fifth days, statistical analysis was performed to evaluate the differences between the groups calculated from the images of cells in culture with FGF-2 and without FGF-2 addition. According to the results of independent samples t test and Mann-Whitney U test showed significant differences between the two groups on the first day and between the two groups on the fifth day (p

Hasarlı kemik yapılarının onarımı için farklı uygulamalar gerçekleştirilse de günümüzde daha çok kemiğin yeniden üretim yöntemlerine odaklanılmıştır. Bu nedenle doku mühendisliği alanında son yıllarda yürütülen çalışmalar yapay kemik iskelesi tasarımı ve üretimi üzerine yoğunlaşmaktadır. Yapay kemik iskelesi üretiminde yüksek gözeneklilik oranı, gözenekler arası bağlar, kullanılan malzemenin dayanımı ve biyouyumlu olması önemli hususlar arasındadır. Doku mühendisliği çalışmalarında kimyasal gaz köpürtme, membran laminasyon, kalıplama, partikül süzme gibi geleneksel yaklaşımlarla yapay kemik üretimi yöntemleri halen yaygın olarak kullanılsa da eklemeli imalat yaklaşımlarının kullanımı giderek yaygınlaşmaktadır. Günümüzde hızlı prototipleme teknolojileri ile karmaşık geometrideki yüksek gözenekli kemik iskelesi yapıları, tek işlem basamağında kolaylıkla üretilebilmekte, gözenek sayısı ve boyutlarının kontrolü hassas bir şekilde yapılabilmektedir. Bu çalışmada, doku mühendisliğinde yapay kemik iskelesi tasarım ve üretimi süreçlerinde kullanılan klasik ve yeni nesil yapay kemik iskelesi tasarım yaklaşımları incelenmiştir. Çalışmada, üç boyutlu (3B) baskı teknolojileri ile baskı alınmasında kemik iskelesini oluşturan hücresel birimlerin ve kemik iskele yapılarının oluşturulmasında kullanılan yöntemler ele alınmıştır., Although different applications have been carried out for the repair of damaged bone structures, nowadays mostly focus on bone regeneration methods. Therefore, recent studies in the field of tissue engineering focus on artificial bone scaffolding design and production. High porosity rate, inter-pore bonding, strength and biocompatibility of materials used in artificial scaffold production are among the important issues. Although traditional methods such as chemical gas foaming, membrane lamination, molding, particle leaching and artificial bone production methods are still widely used in tissue engineering studies, the use of additive manufacturing approaches is becoming widespread. Nowadays, high-porous bone scaffolding structures of complex geometry can be produced easily in a single process step and precise control of pore number and dimensions can be made with rapid prototyping technologies. In this study, classical and new generation artificial bone scaffold design approaches used in tissue engineering in artificial bone scaffolding design and production processes are examined. In this study, the methods used to construct the cellular units and bone scaffold structures forming the bone scaffold for printing with three dimensional (3D) printing technologies are discussed.

Kök hücreler, hem rejeneratif tıp uygulamalarında hem de doku rejenerasyonunda kullanılan ve dental dokular da dahil olmak üzere çok çeşitli doku ve organlardan izole edilen prekürsör hücrelerdir. Hem doku mühendisliğinde hem de klinik uygulamalarda kullanılan kök hücreler, odontoblastlardan nöral hücrelere kadar birçok hücreye dönüşebilme yeteneğine sahiptir. Diş hekimliği alanında yetişkin mezenkimal kök hücreler çeşitli oral ve maksillofasiyal dokularda tanımlanmıştır; bu da oral dokuların kök hücrelerden zengin olduğunu ve mukozal hücrelerin indükte pluripotent kök hücreler gibi genetik olarak yeniden programlanmış hücreler için ideal kaynak olabileceğini göstermiştir. Ayrıca oral dokuların kök hücreler için yalnızca bir kaynak değil, aynı zamanda terapötik bir hedef olması da beklenmektedir. Bu derlemede, diş hekimliği alanındaki klinik kullanılabilirlik ve uygulamalar açısından çeşitli intra ve ekstraoral doku kökenli kök hücre tiplerine ve rejeneratif diş hekimliği için uygun kök hücrelere genel bir bakış açısı sunulmaktadır. Stem cells are precursor cells that are used both in regenerative medicine applications and tissue regeneration and isolated from a wide variety of tissues and organs, including dental tissues. The stem cells used in both tissue engineering and clinical practice have the ability to transform into many different cells, such as odontoblasts and neural cells. In the field of dentistry, adult mesenchymal stem cells have been described in various oral and maxillofacial tissues; suggesting that oral tissues are rich stem cell souces and mucosal cells may be the ideal source for genetically reprogrammed cells such as inducible pluripotent stem cells. It is also expected that the oral tissues will not only be a source for stem cells, but they will also be a therapeutic target. In this review, we present a general overview of stem cells suitable for intra and extraoral tissue derived stem cell types and suitable stem cells for regenerative dentistry in terms of clinical usability and applications in dentistry.