Molecular analysis of engineered nanomaterials in biomedical and regenerative medicine applications

Moleküler mekanizmalar, minimalist yaklaşım olan aşağıdan-yukarıya yöntemiyle etkili nanomalzemelerin sentezi için ilham kaynağıdır. Biyomakromoleküllerin fonksiyonel biyo-fizikokimyasal özelliklerini taklit etmek, biyomedikal ve rejeneratif tıp uygulamalarında kullanılan nanomalzemelerin tasarımı ve sentezi için yeni bilgiler verebilir. Bu tezde, rasyonel tasarımlı nanomalzemeler ve bunların oral keton iletimi, biyomeralizasyon gibi biyomedikal uygulamaları ve biyomedikal uygılamalarda oluşabilecek uzun vadeli potansiyel toksisiteleri gibi incelenmiştir. Birinci bölümde, nanomalzemenin tasarımı, sentezi, karakterizasyonu ve nano-biyo arayüzü gibi temel kavramlar açıklanmıştır. İkinci bölümde, nanoparçacık alımının aktif düzenlenmesini, hücrelerdeki nanoparçacık birikim davranışını ve uzun süreli maruz kalmanın hücresel makineler üzerindeki etkisini (örneğin, ER stresi) anlamak için yeni bir uzun vadeli nanoparçacık birikim modeli geliştirilmiştir. İkinci bölümde, metabolik bir enzim, hidroksimetilglütaril CoA sentaz 2 (HMGCS2) tarafından üretilen keton molekülünün betahidroksibutriratın (βOHB), bağırsak kök hücrelerin devamlılığı ve radyasyon hasarı sonrasında bağırsak rejenerasyonu üzerindeki rolü araştırıldı. Bağırsakta βOHB tükenmesinin sonuçları, βOHB enkapsüle edilmiş PLGA nanoparçacıklar ve βOHB oligomer formlarının oral yoldan verilmesi ile kısmen düzeltildi. Son bölüm, enamel proteinlerinin asidik epitopları (örneğin, amelogenin) kendiliğinden birleştirilen peptitlere entegre edildıkten sonra aşınmış enamelin bıyomineralizasyonunda kullanıldı. Genel olarak, bu çalışmalar çok çeşitli biyomedikal ve rejeneratif tıp uygulamalarında kullanılan doğadan ilham alan nanomalzemelerin potansiyelini göstermektedir.