Biyomalzemeler
Bu konu başlığı altında 56 tez
Yüzey özellikleri femto saniye lazer ile değiştirilen yeni nesil alaşımların sentetik vücut sıvısı ortamında biyouyumluluk incelemesi
Günümüzde çeşitli kemik ve eklem rahatsızlıklarını tedavi etmek veya desteklemek amacı ile metalik implantlar kullanılmaktadır. Paslanmaz çelik, Co-Cr alaşımları, Ti ve Ti alaşımları ortopedik implantlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Birçok avantajı bulunan bu metalik malzemelerin biyouyumluluk ve osseointegrasyon özelliklerinde eksiklikler göze çarpmaktadır. Son zamanlarda yeni nesil alaşımlardan olan TiAlNb alaşımı ve yüksek entropili TiTaHfNbZr alaşımı, içeriğindeki biyouyumlu elementler, kemik doku ile elastik uyumu ve biyouyumluluk açısından umut vaat eden biyomedikal alaşımlar olarak dikkat çekmektedir. Ancak her iki alaşım için de biyouyumluluk üzerine yeterince çalışma bulunmamaktadır. Ayrıca bu alaşımların da ortopedik uygulamalarda kemik doku ile daha iyi bağlanabilmesi için yüzey özelliklerinin geliştirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Metalik alaşımların yüzey özelliklerinin geliştirilmesi amacı ile kullanılan en güncel yöntemlerden biri olan femto saniye yüzey işleme yöntemi, yüzeyde homojen bir topografya sağlanması ve malzeme ile çok kısa süreli etkileşim nedeni ile faz dönüşümü gibi olumsuzluklar yaratmaması gibi avantajları ile biyomedikal uygulamalar için yüzey işleme teknikleri arasından ön plana çıkmaktadır. Ancak literatürde yeni nesil biyomedikal alaşım yüzeylerinin lazer işleme yöntemi ile işlenerek biyomalzeme olarak kullanımı ile ilgili çalışmalar sınırlıdır. Bu motivasyonlar ile bu çalışmanın ilk bölümünde TiAlNb alaşımının biyouyumluluğu üzerine sentetik vücut sıvısı ortamında bir ön araştırma yapılmış ve Al iyon salımının yüzey modifikasyon yöntemleri ile önlenmesi gerektiği sonucuna varılmıştır. Çalışmanın ikinci bölümünde ise yüksek entropili TiTaHfNbZr alaşımının yüzeyinde femto saniye lazer işleme yöntemi kullanılarak çeşitli desenler ve tekrar sıklıklarında yüzeyler elde edilmiştir. Elde edilen çeşitli yüzeyler, ıslanabilirlik ve yüzey enerjisi gibi özellikler açısından karakterize edildikten sonra ex situ düzeyde biyouyumluluk testlerine tabi tutulmuş ve yüzeylerin sentetik vücut sıvısı ile etkileşimi ve biyoaktivitesi incelenerek yüzey özellikleri ile ilişkili şekilde biyouyumluluk değerlendirmesi yapılmıştır.
Silymarin katkılı nanolif yüzeylerin üretimi, karakterizasyonu ve yara örtüsü olarak kullanım performanslarının in vivo araştırılması
Bu tezin amacı, elektro çekim (elektrospinning) yöntemiyle üretilmiş Silymarin katkılı nanolif yüzeylerin yara örtüsü olarak kullanım performanslarının incelenmesidir. Farklı konsantrasyonlarda Silymarin içeren nanolif yüzeyler üretilerek karakterize edilmiştir. Üretilen yüzeylerin in vitro ilaç salıverme potansiyelleri ve in vivo olarak yara iyileşmesi üzerine olan etkinliği gösterilmiştir. Tez iki kısımdan oluşmaktadır. İlk kısımda farklı konsantrasyonlarda Silymarin içeren polikaprolakton (PCL) çözeltileri hazırlanmış, viskozite değerleri ölçülmüş ve elektro çekim yöntemi ile en uygun parametreler belirlenerek nanolif yüzeylerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen yüzeylerin karakterizasyonu, Fourier dönüşüm kızılötesi (FTIR) spektroskopisi, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve temas açısı ölçümleri ile gerçekleştirilmiştir. Silymarin katkılı nanolif yüzeylerden, etken madde salıverilmesi ultraviyole-görünür ışık (UV-VIS) spektrofotometre ile ölçülmüştür. Karakterizasyon ve in vitro salıverme çalışmaları sonucunda yara örtüsü olarak kullanılacak olan en iyi nanolif yüzey morfolojisine ve etken madde salıverme potansiyeline sahip yüzey belirlenmiştir. Tezin ikinci kısmında, in vivo deneyler gerçekleştirilmiştir. Silymarin katkılı nanolif yüzeylerin, yara iyileşmesi üzerine olan etkinliği tam kat eksizyon yara modeli oluşturulmuş sıçanlarda ticari bir ürün ve katkısız PCL nanolifli yüzey ile karşılaştırılarak gösterilmiştir. Bu çalışmanın sonucunda; üretilen Silymarin katkılı nanolif yara örtülerinin, katkısız PCL ve ticari örtüye kıyasla yara iyileşme hızını arttırdığı gösterilmiştir. Böylelikle yara tedavisinde kullanılabilecek güvenli ve etkin bir yara örtüsü özelliğine sahip bir biyomalzeme geliştirilmiştir.
Doku mühendisliği uygulamaları için mikroakışkan sistemi kullanarak sodyum aljinat film üretimi
Son yıllarda doku mühendisliğindeki önemli gelişmeler, dokuya özgü hücre kültürü faaliyetlerini destekleyen iskelelerin üretimi için yeni yöntemlerin geliştirilmesini gerektirmiştir. Geleneksel üretim yöntemlerinin iskele mikro mimarisi üzerindeki yetersiz kontrolü, iskelelerin üretimi için yeni tekniklerin geliştirilmesine duyulan ihtiyacı arttırmıştır. Mikroakışkan teknikleri yüksek derecede düzenli ve kontrollü gözenekli doku iskelelerinin üretimi için son zamanlarda en ilgi çeken yeni tekniklerden bir tanesidir. Bu tez çalışmasında, T-şekilli bir mikroakışkan sistem ile doku mühendisliği uygulamalarında iskele yapısı olarak kullanılabilecek gözenekli aljinat hidrojel filmlerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Çalışmada mikroakışkan cihaz vasıtasıyla üretilen mikrobaloncukların iki aşamayla gözenekli film oluşturma potansiyeli araştırılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında farklı konsantrasyonlardaki polimerik mikrobaloncuklar bir altlık üzerinde toplanmış ve baloncuk patlama işlemi ile gözenekli yapıların oluşumu sağlanmıştır. İkinci aşamada ise elde edilen mikrobaloncuklara CaCl2 çözeltisi kullanılarak bir jelleşme işlemi uygulanmış ve kurutularak gözenekli üç boyutlu yapılar elde edilmiştir. Ayrıca, polimerik çözelti konsantrasyonları, sıvı akış hızı ve gaz basıncı gibi parametrelerin elde edilen filmlerin özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Üretilen filmlerin mikro yapıları Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) vasıtasıyla incelenmiştir. Gözenekli aljinat hidrojel filmlerin kimyasal kompozisyonu Foruier Dönüşüm İnfrared Spektroskopisi (FT-IR), kristal yapıları X-Işını Kırınım Analizi (XRD) ile belirlenmiştir. Termal özelliklerinin incelenmesinde Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) kullanılmıştır. Ayrıca üretilen gözenekli aljinat hidrojel filmlerin su alım kapasitesini belirlemek için şişme testi, biyouyumluluğunun değerlendirilmesi için Nötral Kırmızısı Alım (NKA) sitotoksisite testi uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar değerlendirilerek, mikroakışkan sistemin doku mühendisliğinde gözenekli iskele yapılarının kontrollü bir şekilde üretilmesinde etkili bir yöntem olduğu sonucuna varılmıştır.
Medikal uygulamalarda kullanılabilecek uçucu yağ içeren modifiye polivinil alkol (PVA) esaslı hidrojellerin sentezi ve karakterizasyonu
Hidrojeller; yüksek su tutma kapasiteleri, yumuşak doku benzeri elastik yapıları ve biyouyumlu özellikleri sayesinde medikal uygulamalarda yara örtüsü, doku mühendisliği iskeleleri ve kontrollü ilaç salım sistemleri gibi çok sayıda alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu amaca yönelik sıklıkla tercih edilen polivinil alkol (PVA), hidrofilik yapısı, kimyasal kararlılığı ve toksik olmaması ile dikkat çekmektedir. Ancak sınırlı fonksiyonel gruba sahip olması, çapraz bağlanabilirliğini ve çok yönlü kullanım potansiyelini kısıtlamaktadır. Bu kapsamda, PVA'nın kimyasal olarak maleik anhidrit (MA) ile modifiye edilmesi sayesinde reaktif gruplar kazandırılmış ve böylece hem UV ışık ile çapraz bağlanabilirliği hem de fonksiyonelliği artırılmıştır. Bu tez çalışmasında, modifiye edilen maleatlanmış PVA (PVA-MA), biyolojik esaslı jelatin ile 3:1 oranında karıştırılarak, N,N′-Metilenbisakrilamid (MBAm) ve etilen glikol dimetakrilat (EGDMA) gibi çapraz bağlayıcılar eşliğinde UV ışığı altında kürlenerek hibrit hidrojel sistemleri sentezlenmiştir. Ardından, bu yapıya farklı oranlarda (%4, %7, %10, %13, %18) lavanta uçucu yağı ilave edilerek sistemin hem antimikrobiyal hem de emülsiyon yapılı hidrojel formu oluşturulmuştur. Böylece bu çalışmada, klasik hidrojel yapılarla birlikte hidrofobik uçucu yağ fazını kapsülleyebilen, çift fazlı ve terapötik etkili emülsiyon hidrojellerin geliştirilmesi de hedeflenmiştir. Üretilen hidrojellerin morfolojisi, termal kararlılığı, şişme değerleri ve antibakteriyal etkinlikleri incelenmiştir. Sonuç olarak, bu tez çalışması yalnızca klasik hidrojel sistemlerinin ötesine geçerek, emülsiyon yapılı, çift fazlı, uçucu yağ yüklü hidrojel sistemlerinin tasarlandığı ve karakterize edildiği yenilikçi bir yaklaşım sunmaktadır. Elde edilen sistemlerin, özellikle biyomedikal alanda antibakteriyel yara örtüleri olarak kullanılabilecek potansiyele sahip olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, UV ile çapraz bağlanması sayesinde, endüstriyel üretime uygun, çevre dostu ve hızlı kürlenebilen bir malzeme sistemi geliştirilmiştir.
Bamya müsilajı ve metil selüloz içeren kantaron yağı ve gentamisin katkılı fonksiyonel bir yara örtü malzemesinin üretimi ve karakterizasyonu
Yara iyileşmesi için uygulanan çeşitli tedavilerin arasında yara örtü malzemeleri en sık kullanılan yaklaşımlardan biridir. Son yıllarda, yara iyileşme sürecini hızlandırmak amacıyla aktif bileşenler içeren ve doğal malzemelerden üretilen fonksiyonel yara örtü malzemeleri geliştirilmektedir. Özellikle müsilajinöz bileşenlere sahip bitkilerden elde edilen doğal malzemeler, biyouyumlu, biyobozunur, kolay bulunabilen, düşük maliyetli ve toksik olmayan özellikleri ile ön plana çıkmaktadır. Müsilaj içeriği yüksek olan bitkilerden biri olan bamyanın (Abelmoschus esculentus), içerdiği çeşitli bileşikler sayesinde yara iyileştirme sürecinde etkili olduğu bilinmektedir. Hypericum perforatum bitkisi gibi aktif doğal bileşenlerin biyomalzemelere eklenmesiyle fonksiyonel yara örtü malzemeleri elde edilmekte ve yara iyileşme sürecinde olumlu sonuçlar alınmaktadır. Yaptığımız bu çalışmada, bamya müsilajı (BM) ve metil selülozdan (MS) sarı kantaron yağı (Hp) ve gentamisin (G) katkılı fonksiyonel bir yara örtü malzemesi üretilmiştir. Enstrümantal ve biyolojik analizlerle kapsamlı bir şekilde karakterize edilen yara örtü malzemesinin yara iyileşme sürecine olan etkisi in vitro ortamda araştırılmıştır. Üretilen biyomalzemelerin yapısal ve morfolojik özellikleri Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizleri ile incelenmiştir. FTIR analizi sonuçlarında, Hp'ye özgü pikler HpG katkılı filmlerde açık bir şekilde gözlenmiştir. SEM analizi sonuçlarına göre, BM:MS filmlerinin yüzeyi pürüzsüz olarak gözlenirken, Hp katkılı filmlerde 1,4-2,2 µm aralığında düzgün yuvarlak şekilli porların yer aldığı bir yapı gözlenmiştir. Bu sonuçlar doğrultusunda Hp konsantrasyonundaki artış biyomalzemenin yapısında por oluşumuna sebep olmuş ve buna bağlı olarak su buharı geçirgenliğinin de arttığı tespit edilmiştir. Mekanik özellikleri incelemek amacıyla çekme testi gerçekleştirilmiş ve biyomalzemelerin çekme mukavemetleri 9,1-27,4 MPa aralığında bulunmuştur. Bunun yanı sıra, film kalınlıkları ideal aralığa (0,05-0,1 mm) uygun olacak şekilde 0,06-0,1 mm aralığında bulunmuştur. Biyomalzemelerin yüzey temas açıları bir gonyometre cihazı yardımıyla ölçülerek 70-110° aralığında bulunmuş ve Hp ilavesinin yüzey hidrofobisitesini azalttığı belirlenmiştir. Toplam fenolik madde miktarı ve toplam antioksidan kapasite tayini için sırasıyla Folin-Ciocalteu ve CUPRAC metotları uygulanmıştır. İçerdiği doğal bileşenler sayesinde, BM:MS/HpG biyomalzemelerinin fenolik madde içerdiği ve antioksidan özellik sergilediği görülmüştür. Antibakteriyel aktivite tespiti için gerçekleştirilen disk difüzyon ve bakteri geçiş testlerinden elde edilen sonuçlarda, HpG içeren biyomalzemelerde belirgin zonlar görülmüş ve bu filmlerin bakteri geçişini engellediği gözlenmiştir. Ayrıca, ImageJ programında yapılan analizlerde, S. aureus için 2,0-2,2 cm ve E. coli için 2,1-2,4 cm aralığında zonlar ölçülmüştür. Çalışma kapsamında üretilen biyomalzemelerin sitotoksisitesi, in vitro ortamda BJ hücre hattı kullanılarak MTT canlılık testi ile belirlenmiştir. Sonuçlara göre, HpG içeren biyomalzeme ekstraktlarının tümünde %70'in üzerinde hücre canlılığı tespit edilmiştir. Diğer yandan aynı hücre hattı (BJ) kullanılarak gerçekleştirilen çizik testinde, Hp ilavesi ile yara kapama hızının arttığı belirlenmiştir. Sonuç olarak, tamamen doğal ajanlar kullanarak geliştirdiğimiz yara örtü malzemesinin içeriğindeki BM, MS, Hp ve G arasındaki sinerjistik etkilerin ilk defa çalışılması ve farklı fonksiyonel özellikleri ile literatüre yenilik getirilmiştir. Elde ettiğimiz bulgular neticesinde, geliştirdiğimiz biyomalzemenin farklı biyoteknolojik uygulamalarda da kullanılabileceği ve yara iyileşme sürecindeki etkisini daha iyi anlamak amacıyla in vivo yara modeli üzerinde denenebileceği sonucuna varılmıştır.
Ti6Al4V alaşımına uygulanan farklı yüzey modifikasyonlarının EPD yöntemi ile üretilen hidroksiapatit kaplamalara etkisinin incelenmesi
Titanyum (Ti) ve alaşımları metalik implant malzemeler arasında yüksek özgül dayanıma sahip bir malzemedir. Dolayısıyla biyomalzeme uygulamaları için en popüler ve ortopedik uygulamalarda kullanımı yaygın olan metalik implant malzemelerden birisidir. Biyomalzeme alanında yüksek korozyon direncinden dolayı en yaygın kullanılan Ti alaşımı ise Ti6Al4V alaşımıdır. Ti6Al4V alaşımı, yüksek korozyon dayanımına sahip olsa da aşındırıcı koşullar altında dayanımları düşebilmektedir. Ti ve alaşım elementlerinin çözünmesi nedeniyle çevredeki dokuya bırakılan iyonlar, implantta kemik dokuyla tam bir uyum gerçekleşmemesi sebebiyle aseptik gevşeme, dokuda renk kaybı, enfeksiyonlar ve dokularda yaraların oluşması gibi çok ciddi problemlere neden olabilmektedir. Bu problemi ortadan kaldırmak için Ti6Al4V alaşımına kimyasal, elektrokimyasal ve termal olarak çeşitli yüzey modifikasyonları ve kaplama işlemleri yapılmaktadır. Ti6Al4V implantlara biyoaktiflik kazandırmak ve biyouyumluluğu arttırmak için ise en sık uygulanan yöntemlerden birisi de implant yüzeyinin Hidroksiapatit (HA) ile kaplanmasıdır. Fakat seramik esaslı kaplamaların metalik yüzeylere yeterli tutunamamasından kaynaklı kaplama problemleri ortaya çıkabilmektedir. Bu kapsamda yapılan bu tez çalışmasında farklı yüzey modifikasyon işlemleri ile yüzey özellikleri değiştirilen Ti6Al4V altlıkların üzerine elektroforetik kaplama (EPD) yöntemiyle hidroksiapatit biriktirilmiş ve yapılan yüzey modifikasyonlarının HA kaplamasına etkisi incelenmiştir. Bu amaçla sunulan tez çalışmasında, ilk olarak yüzeyi hazırlanmış Ti6Al4V numunelere çeşitli parametrelerde termal, kimyasal ve elektrokimyasal yüzey modifikasyonları gerçekleştirilmiştir. Ardından yüzey modifikasyon işlemlerinin etkisini belirlemek amacıyla yüzey pürüzlülüğü ölçümü, temas açısı testi ve SEM/EDS analizleri yapılmıştır. Ayrıca EPD yöntemiyle Ti6Al4V alaşımlarına çeşitli parametrelerde HA kaplanması gerçekleştirilmiş ve en uygun EPD parametresi belirlenmiştir. Ardından çeşitli yüzey modifikasyonu uygulanmış numunelere EPD yöntemiyle belirlenen parametrede HA kaplamalar yapılmıştır. Kaplama sonrasında yüzey modifikasyon işleminin etkisini belirlemek amacıyla SEM/EDX analizi ve çizik testi yapılarak karakterizasyon işlemleri tamamlanmıştır. Karakterizasyon sonuçlarına göre yüzey modifikasyon işlemlerinin, altlık yüzeyinin pürüzlülüğünü ve hidrofilikliğini değiştirerek HA kaplamanın kalitesine olumlu etkide bulunduğu tespit edilmiştir.
ZnO katkılı fotokatalitik aktif ambalaj üretimi
Tez çalışması kapsamında çinko oksit nanopartikülü içeren fotokatalitik aktif ambalaj malzemesi üretilmiştir. Bunun için ilk olarak çinko oksit nanopartiküllerinin saflık analizi yapılmıştır. Ardından çinko oksit nanopartiküllerinin UV-görünür ışık altında ve karanlıkta Escherichia coli ve Aspergillus niger üzerindeki minimum inhibisyon konsantrasyonu ve minimum bakterisidal/fungisidal konsantrasyonu tespit edilmiştir. Filmlerin çinko oksit konsantrasyonu, kitosan konsantrasyonu ve dökme hacmindeki farklılıkların, filmlerin kimyasal ve fiziksel özellikleri üzerine etkileri incelenmiştir. Bu doğrultuda filmlerin kalınlık, renk, nem içeriği, nem absorblama kapasitesi, hidrofobisite özellikleri incelenmiş ve maliyet değerlendirmesi yapılmıştır. En iyi özelliklere sahip film, optimum film olarak seçilmiştir. Seçilen filme ek olarak farklı konsantrasyonlarda çinko oksit içeren filmlerin fotokatalitik bozunma etkinlikleri, XRD desenleri, FT-IR spektroskopisi, suda çözünürlüğü ve antimikrobiyal etkinlikleri incelenmiştir. Sonuç olarak %0,2 ZnO ve %1,5 kitosan içeren filmler optimum film olarak seçilmiştir. Seçilen filmlere ek olarak kitosan konsantrasyonu sabit tutularak %0,1 ZnO ve %0,3 ZnO içeren filmler seçilmiştir. Seçilen filmlerde fotokatalitik bozunma, metilen mavisi sulu çözeltilerinin absorbans azalması takip edilerek %87±1 olarak tespit edilmiştir. Artan çinko oksit konsantrasyonunun filmlerin suda çözünürlüğü azalttığı tespit edilmiştir. XRD desenleri incelendiğinde çinko oksit nanopartiküllerine ait keskin pikler, çinko oksit içeren kitosan bazlı filmlerde düşük konsantrasyonlarda çinko oksit ile çalışıldığından gözlemlenememiştir. FT-IR spektrumları, çinko oksit içeren kitosan bazlı filmlerin organik bağ yapısını kanıtlar nitelikte olduğunu göstermiştir. Filmlerin antimikrobiyal özellikleri disk difüzyon yöntemiyle incelenmiştir. Escherichia coli için ışık altında ve karanlık inkübasyonda sadece filmlerin olduğu bölgede üreme gözlenmemiştir. Aspergillus niger için artan çinko oksit konsantrasyonu karanlık ve ışık altında inkübasyonda inhibisyon bölgesini arttırmıştır. A.niger için en büyük inhibisyon çapı ışık altında inkübasyonda %0,3 ZnO içeren filmlerde gözlenmiştir.
Sıvı kristal-polimer membranların biyolojik ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında, polimer matrisli sıvı kristal esaslı kompozit membranlar hazırlanarak antimikrobiyal ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Kompozit membranları oluşturan sıvı kristal malzemelerin özelliklerine bakıldığında; maddenin katı halden sıvı hale geçişi sırasında farklı fazlarda oluşan ve en az beş karbonlu yapıya sahip organik malzemeler oldukları bilinmektedir. Moleküler diziliş olarak katıların düzenli haline benzerken fiziksel olarak sıvı malzemeler gibi akışkanlık özelliği gösterebilirler. Kendi aralarında iki ana sınıfa yarılan sıvı kristallerden termotropik sıvı kristaller sıcaklığın bir fonksiyonu olarak faz değiştirirler ve genellikle elektronik kitap, ekran gibi teknolojik uygulamalarda kullanılırken; sıcaklığın yanı sıra suda çözünmelerine bağlı olarak faz değişimi gösteren liyotropik sıvı kristaller insan DNA'sı, kolesterol ve lipidlerin yapılarında bulunurlar. Daha çok biyolojik ve medikal alanda kullanılan liyotropik sıvı kristaller bir baş ve kuyruk kısma sahip olmalarından dolayı 'amfifil molekül' olarak da adlandırılırlar. Membran uygulamalarında sıkça karşılaşılan sıvı kristaller biyolojik uygulamalar için kullanılan polimer malzemelerle de kompozit oluşturarak kullanılabilmektedir. Son yıllarda yapılan araştırmalarla birlikte polimer matrisli sıvı kristal kompozit membran çalışmalarının arttığı görülmektedir. Bu tez çalışmasında da literatürde bulunan çalışmalardan farklı olarak; sıvı kristal – polimer membran oluşumunun yanı sıra sisteme Antikoagülant Sitrat Dekstroz (ACD) ve Sinemik Aldehit (CA) katkı maddeleri eklenerek oluşturulan membranların biyolojik özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Katkı madde miktarının, üretilen sıvı kristal – polimer mebranlarının antimikrobiyal özellikleri üzerine etkisinin incelenebilmesi amacıyla, optimum katkı madde konsantrastrasyonları belirlenerek üretilen membranların, su tutma kapasiteleri, yüzey temas açısı ölçümleri ve tromboplastin adsorplama ölçümleri gibi biyolojik değerlendirmeleri yapılmıştır. Yüksek fibrinojen seviyesine sahip olmasından dolayı insan kanı ile ortak özelliğe sahip olan tavşan kanından elde edilen tromboplastin ve tavşandan elde edilen albümin ile membranların biyouyumlulukları incelenmiştir. Yapılan testler sonucunda, kütlece 5:5 oranında sıvı kristal ve polimer içeren membranlardaki CA katkı maddesinin kütlece konsantrasyonu arttıkça su tutma kapasitesinin azaldığı fakat yüzey temas açısının arttığı görülmüştür. Katkı maddesinin kütlece konsantrasyonu arttıkça tromboplastinin yüzeye yayıldığı görülmüş olup, kan pıhtılaşma indekslerinde (BCI) ise en yüksek BCI değerine kütlece %3 CA içeren örneğin sahip olduğu görülmüştür. ACD katkı maddesi içeren numunelere bakıldığında ise su tutma kapasitesi ile yüzey temas açısı ölçümlerinin benzerlik gösterdiği görülürken en yüksek BCI değerine kütlece %2 ACD katkı maddesi içeren örneğin sahip olduğu görülmüştür.
Doğal kaynaklardan glutatyon elde edilmesi, saflaştırılması ve farmasötik formda değerlendirilmesi
Glutatyon (GSH), hücrelerde sentezlenen düşük molekül ağırlıklı glutamik asit, sistein ve glisin amino asitlerinden oluşan bir tripeptittir. GSH, hücreleri oksidatif hasardan ve ksenobiyotik elektrofillerin toksisitesinden korumanın yanı sıra redoks homeostazını sürdürmede kritik roller oynar. GSH, çok sayıda temel biyolojik süreçte yer alan ve çeşitli dejeneratif hastalıklara müdahalelerde kullanılan güçlü antioksidan aktiviteye sahiptir. GSH'ın oral yolla verilmesi gastrointestinal (GI) sistemdeki fizikokimyasal bariyerler nedeniyle diğer protein ve peptit ilaçlarına benzer şekilde zorlu olmaya devam etmekte ve düşük oral biyoyararlanıma neden olmaktadır. Dağılımı iyileştirmek için hidrojeller, nanopartiküller içine kapsülleme, mikroemülsiyonlar ve lipozomlar gibi klinik terapötik etkilere sahip uygun formülasyonlar yeni nesil stratejiler kullanılmaktadır. Bu çalışmada, öncelikle, donmuş ve taze brokoli (Brassica oleracea), ıspanak (Spinacia oleracea), lahana (Brassica oleracea var. capitata f. alba) ve semizotu (Portulaca oleracea)'dan etkili GSH düzeyleri elde edilmesini sağlandı. GSH'ı niceliksel olarak ve niteliksel olarak belirlemek için UV ve floresan dedektörlü HPLC kullanarak analitik yöntemler geliştirildi ve sonuçlar karşılaştırıldı. HPLC-UV sonuçlarına göre en yüksek GSH seviyesi liyofilize ıspanak bitkisi ile elde edilirken taze semizotu bitkisinden pik elde edilemedi. HPLC-FLD sonuçlarına göre en yüksek GSH seviyesi liyofilize ıspanak bitkisinde elde edilirken taze ve liyofilize semizotu bitkisinden pik elde edilemedi. HPLC sonuçları karşılaştırıldığında, sonuçlarda her iki analitik yöntem için de benzer sonuçlara ulaşıldı. Daha sonra araştırma, terapötik çalışmalar için farmasötik bir ürün geliştirme nihai hedefiyle GSH' ın biyoyararlılığını artırmaya yönelik stratejilere odaklandı. Bu amaçla doğal kaynaklı glutatyon bazlı enjekte edilebilir hidrojel ve ticari glutatyon bazlı enjekte edilebilir hidrojel tasarlandı. Kimyasal yapı açısından benzer sonuçlar elde edilirken, doğal kaynaklı glutatyon bazlı enjekte edilebilir hidrojelin daha iyi homojen bir dağılıma sahip olduğu gözlendi. Sonuçlar, doğal kaynaklı glutatyon bazlı enjekte edilebilir hidrojel stratejisinin, oldukça gelişmiş antioksidan ve biyoaktif özelliklere sahip yeni nesil GSH bazlı hidrojel için yeni bir strateji olduğunu göstermektedir.
Nikel-titanyum alaşımlarının mikrodalga sinterleme yöntemi ile üretimi
Nikel-Titanyum alaşımları şekil hafıza etkisene sahip mükemmel mekanik özellikleri, korozyon direnci ve biyouyumluluk gibi özellikleri sebebiyle medikal uygulamalarda kullanılmaktadır. NiTi alaşımları bir çok yöntem kullanılarak üretilmektedir. Toz metalurjisi ile üretilen NiTi alaşımları gözenekli yapılarından dolayı canlı dokunun gözeneklerin içerisinden geçmesine imkan tanır. NiTi alaşımları toz metalurjisinde bir çok sinterleme yöntemi kullanılarak üretimi gerçekleştirilmedir. Son zamanlarda mikrodalga sinterleme yöntemi ile NiTi alaşımları üretilmedir. Mikrodalga sinterleme yöntemi diğer yöntemlere göre yüksek mekanik özelliklere sahip alaşımlar üretilebilmekte, yüksek ısıtma hızı, düşük sıcaklık, düşük işlem hızı gibi avantajlara sahiptir. Bu çalışmada nano ve mikron boyutundaki Nikel ve Titanyum tozları %52Ni-Ti olacak şekilde homojen olarak karıştırılarak farklı basınçlarda sıkıştırıldı ve modifiye edilmiş ev tipi mikrodalga fırınında farklı sürelerde sinterlendi. Üretilen NiTi alaşımlarının implant malzemesi olarak kullanılabilirliğini tespit etmek amacıyla gözenek oranı, mikroyapısı ve mekanik özellikleri incelendi.
Kahverengi alglerden analitik saflıkta alginik asit elde edilmesi ve biyomalzeme olarak kullanılabilirliğinin araştırılması
Genel olarak algler, sucul ya da yarı sucul ortamlarda yaşamlarını sürdürmekte ve yapılarında yer alan bazı pigmentler sayesinde güneş ışığını kullanarak besin üretimini gerçekleştirmektedir. Algler grubu altında yer alan kahverengi ve kırmızı renkli algler agar, karragenan ve alginik asit gibi önemli bileşikleri yapılarında bulundurmaktadır. Ülkemiz deniz kıyıları uzunluğu bakımından Akdeniz ülkeleri arasında en üst sırada yer aldığı halde alglerle ilgili çalışmalar Batı Akdeniz ülkelerine oranla azdır. Yürütülen tez çalışmasında öncelikle Cystoseira barbata türü kahverengi deniz alglerinden sodyum alginatın 2 farklı prosedüründen on adet fraksiyonu elde edildi. Akabinde adezyon önleyici bariyer olarak kullanımının incelenebilmesi için ince film tasarımında biyomalzeme üretilerek, fiziksel ve kimyasal karakterizasyonu ile en uygun özelliklere sahip film yapısı belirlendi. En uygun özelliklere sahip olan fraksiyon seçilerek üretilen filmlerin adezyon bariyeri olarak kullanılabilirliği, 21 güb süreyle sıçan kemik iliği mezenkimal kök hücreleri( MKH) ile invitro kültürde test edildi. Haftalık zaman noktalarında MTT testi uygulanarak canlı hücrelerin mitokondriyal dehidrogenaz enzim aktiviteleri kantitatif olarak tespit edilerek sitotoksisitesi belirlendi. Adezyon dokusu oluşturma potansiyeli ise dondurarak kesit alma yöntemi ile ince kesitleri alınarak alsian mavisi, safranin-o ve hemotoksilen-eosin kullanılarak histokimyasal boyamalar ile tespit edildi. İmmünohistokimya ile HDM de bulunan yapısal proteinlerden kollajen tip-1, Anti podoplanin, Anti- vimentin ve Anti-thy-1 antikor boyamalrı yapılarak, önemli matriks bileşenleri ve meydana gelen hücresel değişiklikler belirlendi. Yapılan bu çalışmaların sonucunda üretilen sodyum alginat filmin adezyonu önleyebileceği ve cerrahi işlem görmüş dokuların iyileşme süresi ile sınırlı olabilecek bir zamanda biyomalzemenin ortamdan bozunarak ayrıldığı belirlendi. Oluşan adezyon benzeri dokunun histokimyasal analizleri, malzeme üzerinde fibröz doku oluştuğu, ancak oluşan doku miktarının ve hücre sayısının oldukça sınırlı kaldığı belirlendi. Ayrıca, film yapılarının 21. Günde %90 oranında bozunması ile adezyon benzeri fibröz yapının serbest formda kaldığı görüldü. Sonuçlar SEM analiz görüntüleri ile de doğrulandı. Yüksek lisans tezi ile hücre kültürü saflığında üretilen biyopolimerik malzemenin in vivo adezyon deneylerinde kullanılabileceği ve ticari olarak ülke ekonomisine kazandırılabileceği belirlendi. Üretilen alginattan hücre kültürü saflığında biyopolimerler elde edilebileceği gibi ticari olarak ülke ekonomisine kazandırılabileceği düşünülmektedir.
Doku mühendisliği uygulamalarına yönelik fibroin esaslı modifiye iskelelerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Doku Mühendisliği (DM) çalışmalarında en önemli bileşenlerden biri doku iskelesi üretiminde kullanılan biyomateryallerdir. Biyopolimerik yapı iskeleleri, hücrelere in vitro üç boyutlu yapay hücre dışı sunar. Bu sayede yüksek verimle anatomik boyutta doku organoidinin oluşumunda birincil etkiye sahiptirler. Yürütülen doktora tezinde, fibroin-kollajen, fibroin-aloe vera ve fibroin-kollajen-aloe vera kompozit yapı iskelelerinin geliştirilmesi ve kemik doku mühendisliğinde (KDM) kullanılabilirliğinin araştırılması amaçlandı. Bu kapsamda, üretilen polimer-seramik kompozit yapı iskelelerinin biyouyumluluk özellikleri ISO EN 10993 kapsamında araştırıldı ve DM'de biyomalzeme olarak kullanımlarının uygunluğu ortaya kondu. Tez kapsamında üç farklı mekanizma ile aşılama reaksiyonu test edilerek fibroinin yüzeyi hidrofilikliği artırmak için modifiye edildi. Akabinde, farklı bileşenlerden (F/K, F/K/A ve F/A) oluşan üç tür iskele üretildi. Aşılama reaksiyonunda kullanılan ikinci yöntem istenilen sonucu vermezken, birinci ve üçüncü yöntem kullanılarak farklı bileşen oranlarına sahip iskeleler geliştirildi. Elde edilen iskelelerin fiziksel ve kimyasal karakterizasyon işlemi sonucunda 1F5K5, 1F6K4, 1F5K4A1 ve 3F5K4A1 polimer kompozitlerinin yeterli özelliklere sahip olduğu belirlendi. Bu iskeleler kemik doku mühendisliği için kemik iliği mezankimal kök hücreleri ve osteoblastlar ile test edildi. Kültür ortamı, mineralizasyonu teşvik etmek için SBF ile zenginleştirildi ve hidroksiapatit çekirdeklenmesi hem kimyasal hem de hücresel aktivite ile sağlandı. Hücresel örnekler üzerinde yapılan XRD, SEM-EDS, Alizarin Kırmızısı analizleri, en iyi mineralizasyonun %10SBF takviyesi ile gerçekleştiğini gösterdi. Histokimya, immünhistokimya ve SEM analizi en iyi osteojenik aktivitenin 3F5K4A1 iskelesinde olmakla birlikte, seçilen dört iskelenin de %10SBF içerikli osteojenik indüksiyon altında KDM için kullanılabileceğini gösterdi.
Nikel-krom-molibden alaşımından, üç boyutlu gözenekli bir implant üretimi ve in-vivo şartlarda biyouyumunun araştırılması
Biyoloji ve tıp alanındaki tribolojik uygulamalar, hızla gelişen bir bilim dalı (biyomedikal triboloji) olmaktadır. Bu alanın temellerini şu anda triboloji mühendisliğinin temelleri oluştursa da, yakın bir zamanda geleneksel sınırların dışına çıkılması zorunlu görülmektedir. Biyomedikal tribolojik sistemler, biyolojik ortamlarda kompleks etkileşimler içerisinde çalışan sentetik malzemeler ile doğal dokuları kapsar.Bu çalışmada, diş kuronu imalatında sıklıkla kullanılan Ni-Cr-Mo alaşımı bir malzemenin poliüretan köpük model kullanılarak düzenli, açık gözenekli formda, hassas döküm yöntemi kullanılarak üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen numunelerin karakterizasyonu nu belirlemek amacıyla, numunelere yoğunluk ölçümü, basma testi, mikrosertlik ve metalografik incelemeler yapılmıştır. Üretilen numunelerin in vivo şartlarda denenmesi amacıyla, üretilen implantlar, çeşitli süreler için köpeklere implant edilmiş, süre sonunda, implantlar köpeklerden çevre doku ile beraber çıkarılmıştır. İmplant ve çevre dokuların patolojik incelemeleri yapılarak, implant malzemesinin biyouyumu araştırılmıştır.Çalışma sonunda; değişik gözenek boyutlarındaki poliüretan modellerin kullanımı ile gözenek boyutlarında kontrol edilebilirlik sağlanmıştır. Alaşımın dokularda herhangi bir patoloji, iltihap ve reaksiyon oluşturmadığı görülerek, biyouyumlu olduğu tespit edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Hassas Döküm Yöntemi, Açık Gözenek, Ni Esaslı Alaşımlar, İmplant, Biyouyum
Köpeklerde kortikal ve spongiyöz otogreftlerin uygulanması ile oluşan kallusun çekme ve basma dayanımlarının incelenmesi
Bu çalışma, ortopedik cerrahide büyük bir sorun olan kemik defektlerinin onarımında otojen kortikal ve spongiyöz kemik greftlerinin uygulanması sonucunda oluşacak kallusun biyomekaniksel yöntemlerle çekme ve basma dayanım değerlerinin saptanması amacıyla gerçekleştirildi.Çalışmada değişik ırktan, 2-3 yaşlarında, ağırlıkları 25-30 kg arasında değişen 12 adet dişi köpek kullanıldı. Genel anestezi altında, köpeklerin herhangi bir radius'unda 0.7 cm uzunluğunda segmental bir defekt oluşturuldu. Oluşturulan defektler köpeklerin 6 tanesinde otojen kortikal kemik grefti ile, 6 tanesinde ise otojen spongiyöz kemik grefti ile dolduruldu. Bütün olgularda ilk iki hafta görülen topallık daha sonraki incelemelerde tamamen ortadan kalktı. Hayvanlar iki, 4 ve 6. ayın sonunda sakrifiye edilerek greft uygulanan radiusları çıkarıldı ve çekme, basma testleri uygulandı.Uygulanan mekanik testlerin sonucunda otojen spongiyöz kemik greftinin çekme ve basma değerlerinin otojen kortikal kemik greftinde elde edilen değerlere göre daha yüksek olduğu saptandı.Sonuç olarak, otojen spongiyöz kemik greftlerinin çekme ve basmaya karşı dayanımlarının otojen kortikal kemik greftlerine göre daha yüksek olduğu ve elde edilen bu bulgular sonucunda otojen spongiyöz kemik greftlerinin kullanımının otojen kortikal kemik greftleri kullanımına göre daha avantajlı olduğu kanısına varıldı.Anahtar Kelimeler: Otogreft, Kortikal greft, Spongiyöz greft, Çekme testi, Basma testi.
Sol jel metodu ile üretilen hidroksiapatit esaslı biyoseramik malzemelerin mikroyapı ve fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, Mg, Zn ve Al katkılanmış hidroksiapatit biyoseramikleri Sol-Jel metodu kullanılarak hazırlandı. Numunelerin yapısal özellikleri; X-ışını kırınımı (XRD) ve Fourier dönüşüm kızılötesi (FTIR) spektroskopisi, taramalı elektron mikroskopisi (SEM) ve enerji dağılımlı X-ışını (EDX) spektroskopisi teknikleri ile incelendi. Numunelerin elektriksel dirençleri ve dielektrik parametreleri, DC ve AC ölçümleri ile ölçüldü.Tüm numunelerin kristal yapıları, katkı maddesi miktarı ile değişmektedir. Kristalleşme derecesi, katkı maddesi miktarının arttırılmasıyla azalmaktadır. X-ışını kırınımı sonuçları, numunelerin nanokristal olduklarını gösterir. Tüm numuneler, elektriksel dirençlerinin 1x1011 ? civarında olmasından dolayı elektriksel olarak yalıtkandırlar. Numunelerin alternatif akım iletkenliği mekanizmasının sıçrama mekanizması ile kontrol edildiği bulunur. Zn ve Al katkılı numunelerin yoğunluk değerleri katkı miktarının arttırılmasıyla artar fakat Mg katkılı numunelerin yoğunluk değerleri, Mg miktarının arttırılmasıyla azalır. FTIR spektrumu analizleri, numunelerin yapısında özellikle fosfat ve hidroksil gruplarının varlığına işaret eder. Numunelerin yapısal özellikleri ve kimyasal bileşimleri, katkı maddesinin miktarına bağlı olarak değişmektedir.
Systematic evaluation of photoinitiating systems for engineering tunable gelma hydrogels
Over the years, biomaterials have become central to the development of advanced biomedical therapies, offering customizable platforms for tissue engineering, regenerative medicine, and controlled drug delivery. Among these, gelatin, a denatured derivative of collagen, has emerged as a highly promising candidate owing to its inherent biocompatibility, biodegradability, and cell-interactive features that facilitate cell adhesion, migration, and remodeling. However, native gelatin suffers from lack of tunability, poor mechanical strength and rapid dissolution at physiological conditions, limiting its use in tissue engineering applications without further modification. To overcome these drawbacks, gelatin methacryloyl (GelMA) was developed by introducing methacryloyl groups onto gelatin backbones, thereby enabling light-mediated covalent cross-linking and yielding hydrogels with adjustable mechanical properties and high cytocompatibility, making GelMA an exceptionally versatile biomaterial for wide range of biomedical applications. While GelMA's photo-crosslinkability offers precise spatiotemporal control, its final properties are highly dependent on the photoinitiator system and its concentration. Despite the broad use of both UV- and visible-light-sensitive initiators, the field still lacks rigorous side-by-side evaluations under standardized conditions, limiting our understanding of how initiator chemistry shapes hydrogel performance. To address this, the present thesis study systematically compares the effects of three commonly used systems Eosin Y (EY), Lithium phenyl-2,4,6-trimethylbenzoylphosphinate (LAP), and Ruthenium/Sodium Persulfate (Ru/SPS), on the mechanical, degradation, swelling, and cytocompatibility properties of 5% and 10% (w/v) GelMA hydrogels. A comprehensive experimental workflow was employed, including real-time rheometry, enzymatic degradation studies, swelling and porosity analysis, and NIH-3T3 fibroblast viability assays. GelMA synthesis yielded a high degree of methacrylation (~81%), ensuring consistent cross-linking performance. The study identified system-specific threshold photoinitiator concentrations beyond which mechanical or biological performance was compromised, thereby elucidating critical trade-offs among stiffness, stability, and cytocompatibility. Distinct polymerization kinetics and structure–function relationships were revealed: LAP enabled rapid UV crosslinking with broad cytocompatibility, EY supported uniform visible-light-mediated networks with controlled gelation, and Ru/SPS, despite cytotoxicity at elevated concentrations, provided a degradable and highly swellable scaffold ideal for transient biomedical applications. Collectively, this work provides an essential resource for rational photoinitiator selection and hydrogel design, offering actionable insights for the engineering of GelMA-based constructs tailored to specific biomedical applications.
Biyouyumlu polimer esaslı sentetik yara örtüsü geliştirilmesi
Biyouyumlu hidrojel yara örtüleri, dermal ve epidermal dokuların rejenerasyonunu artırma,biyobozunur olma ve antimikrobiyal özellikler gösterdikleri için büyük bir ilgi çekmiştir. Özellikle kitosan ve Pluronic F127 (PF127) hidrojel yara örtüleri ve türevleri yoğun çalışılan polimer örnekleridir. Bu çalışmada dört farklı dipeptit (Ala-Leu, Ala-Gly, Leu-Gly ve Gly-Phe) nanotüp ile ayrı ayrı fonksiyonalize edilmiş kitosan kullanılarak Pluronic F127 tabanlı biyouyumlu hidrojel yara örtüsü geliştirilmiştir. Sentezlenen biyouyumlu hidrojel yapıları; Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) analizleri ile hidrojellerin moleküler yapıları ve bileşimleri incelenmiştir. Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Enerji Dağılım X-Işını Spektroskopisi (EDX) ile sentezlenen materyallerin mikro yapı özellikleri ve yapısal elementel bileşimleri incelenmiştir. Termogravimetrik Analiz (TGA) ve Differansiyel Termal analiz (DTA) ile hidrojellerin sıcaklıkla kütle değişimleri ve faz geçişleri ve termal özellikleri karakterize edilmiştir. Analiz sonuçlarına göre, sentezlenen yapılar enstrümental tekniklerle doğrulanmıştır. Sentezlenen materyallerin antimikrobiyal aktiviteleri seçilen farklı mikroorganizmalara karşı (E.coli, P.aeroginosa, S.aureus, S.pyogenes, C. albicans karşı) test edilmiştir. Antimikrobiyal test çalışmalarından elde edilen bulgular doğrultusunda herhangi bir antimikrobiyal etki göstermedikleri sonucuna ulaşılmıştır. Hücre kültür çalışmalarıyla hidrojellerin hücre canlılığı testi MTT [3-(4,5-dimetildiyazol-2-il)-2-5-difeniltetrazolyum bromür] ile in vitro sitotoksik etkileri ve yara iyileşme testleri yara iyileştirme potansiyelleri ile değerlendirilmiştir. Sentez materyallerinin farklı dozlardaki uygulamalarından elde edilen sonuçlarından biyouyumlu oldukları tespit edilmesinin yanı sıra yara iyileştirici bir etkileri tespit edilmemiştir. Hücre kültürü çalışmalarında insan keratinosit hücre hattı HS2 ve fare fibroblast hücre hattı L-929 hücre hatları kullanılmıştır. Sonuç olarak dört farklı dipeptit nanotüp ile ayrı ayrı fonksiyonalize edilmiş kitosan kullanılarak hazırlanan Pluronic F127 tabanlı hidrojellerin, antimikrobiyal ajanlar ve yara iyileşmesini teşvik edici ajanlar ile modifiye edilerek terapötik taşıyıcı yara örtüsü ve enjekte edilebilir jel formunda kullanılabilme potansiyelleri olabileceği fikrine varılmıştır.
Üç boyutlu biyosargı geliştirilmesi için kolajen ve dopa'nın biyoteknolojik üretimi
Yara iyileşmesi birbirinden farklı hücreler, hormanlar ve büyüme faktörlerinin rol aldığı karmaşık bir olaydır. Son yıllarda, aljinat, kolajen, kitosan vb. içeren birçok yara sargısı ticari olarak ortaya çıkmıştır. Bu çalışmada kolajen tabanlı yara iyileşmesine katkıda bulunacak MADOPA içeren hidrojel geliştirilmiştir. Hidrojelde kullanılacak kolajen, koyun derisinden pepsin ekstraksyon yöntemi ile izole edilmiş, Sirius red miktar tayini, Uv-vis spektroskopisi, CD spektroskopisi, SDS-page ve FT-IR-ATR ile karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Hidrojelin diğer yapı taşı olan MADOPA üretimi için, kültür Mantarından (Agaricus Bisporus) tirozinaz enzimi ekstraksyon, amonyum sülfat çöktürmesi ve sephadex g-75 jel filtrasyon ile saflaştırılmıştır. Saflaştırma sonucunda karakterizasyonlar, FT-IR, SDS-page, BCA miktar tayini, tirozinaz aktivite tayini şeklinde yapılmıştır. Çalışmamızdaki üçüncü basamak poli (HEMA-MAH-Cu(II) kriyojel kolon kullanarak immobilize tirozinaz sistemi geliştirmektir. Elde edilen kolonun karakterizasyonu şişme testi, FT-IR, SEM ve kolon verimi ile karakterize edilmiştir. Dördüncü basamak MAT'ın MADOPA'ya dönüşmesidir. Bu basamakta immobilize ve serbest enzimin aktivite farkları son ürün MADOPA'ya bakarak karşılaştırılmıştır. Son basamak olarak yara sargısı olarak kullanılacak Kolajen-ko-DOPA-ko-MATrp-Ru(bipyr)2-Cl hidrojel sargı 3B biyoyazıcı ile geliştirilmiştir. Bu materyal, biyobozunabilir, biyouyumlu ve non-toksiktir.
Organik esaslı kompozitlerin 3 boyutlu yazıcı ile şekillendirilmesinin araştırılması
Hekzagonal bor nitrür'ün (hBN) biyoinert, biyouyumlu, düşük sürtünme kat sayısı ve ısıyı homojen dağıtma özelliklerinden faydalanılarak yüksek viskoziteli biyomürekkeplerin basım kalitesini artırabileceği ön görülmüştür. 3 boyutlu biyoyazıcılarda ve biyomürekkep çeşitliliğinde hBN nanopartikülleri kullanılarak sınırlamaların elimine edilmesi amaçlanmıştır. İyonik olarak bağlı jelatin-kitosan biyomürekkeplerine hBN nanopartikülleri ilave edilerek viskozite değişimleri incelenmiştir ve basılabilirlik değerlendirmesi yapılmıştır. Yüksek viskoziteli biyomürekkeplerin basılabilirlik özelliklerini iyileştirdiği belirlenmiştir. Basılan doku iskeleleri iyonik veya kimyasal çapraz bağlı olarak biyomalzeme halinde kullanılabilirliğini değerlendirmek için kimyasal (FTIR, DSC, XRD), fiziksel (biyobozunurluk, yüzey temas açısı, su tutma kapasitesi) ve biyolojik (biyouyumluluk) testleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlardan hBN nanopartiküllerinin katkılı biyomürekkeplerin ekstrüzyon temelli biyoyazıcıların dezavantajını azalttığı belirlenmiştir. Ayrıca doku mühendisliği alanında kompozit biyomalzeme geliştirirken hBN nanopartiküllerinin üstün özelliklerinden faydalanılabileceği ortaya çıkmıştır.
Trikalsiyum silikat esaslı biyomateryallerin farklı içerikteki cam iyonomer esaslı restoratif simanlara bağlanım dayanımının değerlendirilmesi
Amaç: Bu çalışma, trikalsiyum silikat içerikli biyomateryallerin farklı içerikteki cam iyonomer esaslı restoratif simanlara olan makaslama bağlanma dayanımının karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesini amaçlamaktadır. Gereç ve Yöntem: Çalışmamızda, polilaktik asit (PLA) filamentten yapılmış 4 mm çapında ve 2 mm derinlikte boşlukları bulunan 96 adet standardize blok, üç boyutlu yazıcı yardımıyla elde edildi. Hazırlanan trikalsiyum silikat içerikli biyomateryaller (NeoMTA2 ve Biodentine) bloklardaki boşluklara yerleştirilip, sertleşmeleri için önerilen sürelerde bekletildi. Biyomateryal örnekleri, çalışmamızda kullanılan farklı içerikteki cam iyonomer esaslı restoratif simanlara göre kendi arasında rastgele 4 gruba ayrıldı. Bu gruplar, yüksek viskoziteli cam iyonomer siman (Chemfil Rock), cam hibrit restoratif materyal (Equia Forte HT), cam karbomer (GCP Glass Fill) ve önceden reaksiyona girmiş cam iyonomer partikülleri içeren giomer (Beautifil II)'i içermektedir. Biyomateryallerin üzerine 2 mm çapında ve 2 mm yüksekliğinde silindirik kalıplar yardımıyla farklı içerikteki cam iyonomer restoratif materyaller uygulandı Tüm örnekler 24 saat 37°C'lik etüvde bekletildikten sonra makaslama bağlanma dayanım değerleri universal test cihazı kullanılarak ölçüldü. Bulgular: Tüm biyomateryaller için en yüksek ortalama makaslama bağlanma dayanım değeri Beautifil ΙΙ grubunda, en düşük değer ise Chemfil Rock grubunda gözlendi. GCP Glassfill, Equia Forte HT, Chemfil Rock restoratif materyal gruplarının her iki biyomateryale olan bağlanma dayanımı Beautifil ΙΙ restoratif materyal grubuna göre anlamlı derecede daha düşük değerler gösterdi (p<0,05). Sonuç: Elde ettiğimiz bulgular ışığında, vital pulpa tedavilerinde kullanılan kalsiyum silikat içerikli biyomateryallerin üzerine yerleştirilen cam iyonomer esaslı restoratif materyal olan Beautifil ΙΙ, final restorasyonu olarak tercih edilebilir. Anahtar Kelimeler: Trikalsiyum Silikat, Biodentine, Cam İyonomer, Biyomateryal, Bağlanım Dayanımı.
Biyomalzeme olarak kullanılan Ti6Al4V alaşımının borlanması ve karakterizasyonu
Bu çalışmada, Ti6Al4V alaşımı atmosferik ortamda dört farklı borlama karışımı kullanılarak, 950, 1050, 1150 ºC sıcaklık ve 5, 10, 15 saat sürelerde borlanmıştır. Borlama işlemi sonrası yüzeye yakın bölgede, düşük yoğunluk, yüksek sertlik, yüksek aşınma ve korozyon dayanımına sahip, TiB2 ve TiB tabakaları oluşmuştur. Oluşan TiB2 ve TiB tabakalarının, sertlik ve derinlikleri ölçülmüştür. Borlama sonrası optik mikroskop, XRD, SEM, EDX analizi ve mikro sertlik ölçümü çalışmaları yapılmış ve borlama kinetiği hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. 1 no'lu karşım ile borlanan numunelerin optik mikroskop görüntüleri incelendiğinde en düşük TiB2 tabaka kalınlığının 950 °C'de 5 saat süre ile borlanan numunelerde 1,66 µm olarak ve en yüksek tabaka kalınlığının ise 1150 ºC'de 15 saat borlanan numunede 13,91 µm olarak elde edildiği tespit edilmiştir. 2 no'lu karışım ile borlanan numunelerde en düşük TiB2 tabaka kalınlığının 1050 °C'de 5 saat süre ile borlanan numunelerde 4,15 µm olarak ve en yüksek tabaka kalınlığının ise 1150 ºC'de 15 saat borlanan numunede 7,42 µm olarak elde edildiği tespit edilmiştir. 3 no'lu karşım ile borlanan numunelerin en düşük TiB2 tabaka kalınlığının 950 °C'de 5 saat süre ile borlanan numunelerde 1,22 µm olarak ve en yüksek tabaka kalınlığının ise 1150 ºC'de 15 saat borlanan numunede 13,39 µm olarak elde edildiği tespit edilmiştir. 4 no'lu karışım ile yapılan çalışmalarda en düşük TiB2 tabaka kalınlığının 1050 °C'de 5 saat süre ile borlanan numunelerde 5,01 µm olarak ve en yüksek tabaka kalınlığının ise 1150 ºC'de 15 saat borlanan numunede 9,27 µm olarak elde edildiği tespit edilmiştir. Borlama karışımları, oluşturdukları TiB2 tabaka kalınlığı açısından, kıyaslandığında en iyi sonucu 1 no'lu karışım ile borlanan numuneler vermiştir. 1, 2, 3 ve 4 no'lu karşım ile borlanan numunelerden alınan XRD desenleri incelendiğinde, TiB ve TiB2 pik şiddetlerinin sıcaklık ve süre artışı ile arttığı görülmüştür. Borlama karışımları ulaşılan en yüksek sertlik değeri açısından kıyaslandığında en iyi sonucu 27,51 GPa değeri ile 1 no'lu karışım vermiştir. Numunelerden alınan SEM görüntüleri incelendiğinde, yüzeyde TiB2 ve iğnesel yapıdaki TiB tabakaları görülmektedir. 1 no'lu karışım ile borlanan numunelerden elde verilen TiB2 tabaka kalınlıklarının karesi ile borlama süresi arasında çizilen grafiklerin eğimleri yardımıyla difüzyon katsayıları (K) hesaplanmıştır. Elde edilen difüzyon katsayıları ile borlama sıcaklıkları arasında çizilen grafiklerin eğimleri ile borlama aktivasyon enerjisi 233532,88 J/mol olarak hesaplanmıştır. 3 no'lu karışım ile borlanan numuneler için borlama aktivasyon enerjisi ise 235423,62 J/mol olarak hesaplanmıştır. Borlama kinetiği açısından değerlendirildiğinde 1 no'lu karışımın daha düşük aktivasyon değeri verdiği görülmektedir.
Koyun kalp kapakçığının hücresizleştirilmesiyle rejeneratif insan kalp kapakçığının geliştirilmesi ve etkinliğinin değerlendirilmesi
Dünya çapında ölümlerin neredeyse 3'te 1'ine sebep olan kardiyovasküler hastalıklar içerisinde kalp kapakçık hastalıkları en sık rastlanılan türlerden biridir. Mekanik ve biyoprostetik olmak üzere kalp kapakçığı değişimi operasyonlarında kullanılmak için geliştirilmiş iki sınıf kapakçık bulunmaktadır. Fakat mekanik kapakların ömür boyu antikoagülasyon ilaç tedavisi gerektirmesi ve pediatrik hastalar için uygun olmaması gibi dezavantajları bulunmaktadır. Biyoprostetik kapakçıklar da kısa ömürlü olmaları ve immünolojik sıkıntılarından dolayı çeşitli dezavantajlara sahiptir. Bugüne kadar üretilen tüm kapak protezlerinin sınırlı kullanım ömrü olup yeniden operasyon gerektirmektedirler. Dolayısıyla canlı, rejeneratif, biyouyumlu bir kapakçık üretimindeki zorlukların üstesinden gelebilmek için kalp kapakçığı doku mühendisliği umut vaat etmektedir. Bu doğrultuda başlangıç matrisi oluşturmak amacıyla farklı tür canlılardan elde edilen kalp kapakçıkları çeşitli metodlar yardımıyla hücresiz hale getirilmiş ve biyouyumlulukları test edilmiştir. Test edilen kapaklar çoğunlukla domuzlardan elde edilmiş olmasına rağmen literatürde yer alan klinik sonuçlara göre domuz kapakçıkları insanlarda başarısız olmaktadır. Bu yüzden farklı türlerden elde edilmiş hücresiz kapakçıkların başlangıç matrisi olarak değerlendirilmesine ihtiyaç vardır. Ayrıca koyun kalp kapakçıklarının klinik çalışması henüz gerçekleştirilmemiştir. Bu yüzden klinik çalışmalara ışık tutacak şekilde bu tezde ilk defa koyun pulmoner kapakçıkları hücresizleştirildikten sonra insan göbek kordonu endotel hücreleri (HUVEC) ve insan dermal fibroblast hücrelerinin kokültürü aracılığıyla hücresiz iskele yeniden hücrelendirilmeye çalışılmış ve insan hücrelerinin, koyun kapakçık matrisinde hücre dışı matris (ECM) elemanlarını yeniden üretme potansiyelleri araştırılmıştır. Elde edilen bulgulara göre pulmoner arter duvarının insterstiyumuna yüksek düzeyde hücre sızması ve yüksek düzeyde yeniden hücrelendirme sağlanmış ve kollajen, elastin gibi temel ECM proteinlerin gen ifadesinde önemli artış gözlenmiştir. Dolayısıyla hücresizleştirilmiş koyun kalp kapakçıkları insan hücreleriyle yeniden hücrelendirildikten sonra canlı ve rejeneratif özellik kazandığı için domuz muadillerine veya diğer protezlere bir alternatif oluşturma potansiyeli yüksektir.
Metalik implant malzeme yüzeylerinin elektropolimerizasyon yöntemi ile sentetik hidrojel polimerle kaplanarak biyouyumluluğun arttırılması
Bu çalışmanın amacı metalik implant malzeme olarak kullanılan 316L paslanmaz çeliğinin yüzeyini elektropolimerizasyon yöntemini kullanarak biyo-uyumlu poli (HEMA-GDMA) ile kaplayıp malzemenin biyolojik uyumluluğunu ve işlevselliğini geliştirmektir. Elektropolimerizasyon hücresinde, başlatıcı olarak (NH4)2S2O8 ve H2SO4, monomer olarak HEMA, çapraz bağlayıcı olarak GDMA, çalışma elektrotu olarak 316L paslanmaz çeliği, yardımcı elektrot olarak grafit elektrot ve referans olarak SCE (doymuş kalomel elektrot) kullanılmıştır. Ayrıca iletkenliği arttırmak amacı ile çözelti içerisine Na2SO4 ilave edilmiştir. Kaplamanın metal yüzeyine tutunmasını arttırmak için deney öncesinde kaplanacak olan numuneler yüzey hazırlama işlemlerine tabi tutulmuştur. Kaplamanın kalınlığı, homojenliği ve yüzeye yapışma özelliği kullanılan başlatıcı türüne ve uygulanan voltaj değerine bağlı olarak değişmektedir. Yapılan çalışmada bu parametreler optimize edilmeye çalışılmış ve değişik kalınlık ve yapışma özelliğine sahip kaplamalar elde edilmiştir Kaplama oluşumu ve yüzey morfolojisi optik mikroskop ve SEM ile incelenmiş ayrıca kaplamanın kimyasal karakterizasyonu FT-IR ve EDS ile tesbit edilmiştir. Yüzey pirofilometresi cihazından yararlanılarak kaplamaların pürüzlülük değerleri ve kalınlığı tespit edilmiştir.
Ratlarda oluşturulan deneysel duodenum yaralanmalarında primer onarım, serozal patch ile onarım ve domuz dermal kollajeni onarımının karşılaştırılması
GİRİŞ: Duodenal travma çok sık görülmemesine rağmen, cerrahlar için ciddi bir stres kaynağıdır. Travma nedeniyle yapılan laparotomilerin %3-5'inde görülür. Duodenal yaralanmaların yaklaşık %80'i güvenle primer onarılabilir. Yaklaşık %20'si ise daha kompleks işlemler gerektiren ağır yaralanmalardır. AMAÇ: Ratlarda oluşturulan deneysel duodenum yaralanmalarında primer onarım, serozal patch ile onarım ve domuz dermal kollajeni onarımın karşılaştırılması. GEREÇ ve YÖNTEM: Laparatomi yapılıp duodenum 2. Kısım ön yüzünde yaklaşık 4-5mm çapında, lümenin çevresinin %50'sinden fazlasını kapsayacak şekilde duodenum yaralanma modeli oluşturuldu. Ratlar her biri 7 rattan oluşan 4 gruba ayrıldı (duodenum yaralanması yapılıp onarılmayan grup, primer onarılan grup, serozal patch ile onarılan grup ve domuz dermal kollajeni ile onarılan grup). Postoperatif 21. günde ratlar sakrifiye edildi ve patlama basınçları ölçülerek histopatolojik incelemeye alındılar. BULGULAR: Patlama basıncı açısından değerlendirildiğinde gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı fark saptanmadı. En yüksek patlama basıncı değerleri (ortalama değer: 295.67mmHg) domuz dermal kollajen yama ile onarım grubunda ölçüldü. Histopatolojik incelemede gruplar arasında inflamasyon, fibrozis ve ülser gelişimi açısından herhangi bir fark bulunmadı. Epitelizasyon derecesi ve yabancı cisim varlığı açısından gruplar birbiriyle karşılaştırıldığında istatistiksel olarak anlamlı fark bulunmuştur. SONUÇ: Kompleks duodenal yaralanmalarda domuz dermal kollajen yama ile onarım düşük mortalite oranları ile yapılabilir. Onarım güvenliğini ve sağlamlığını gösteren patlama basınçlarının en yüksek ortalama değeri domuz dermal kollejen onarım grubunda görüldü. Bu da domuz dermal kollajenin kompleks duodenal yaralanma onarımında yeterince sağlam bir iyileşme sağladığının göstergesi olabilir.