Basit öğe kaydını göster

dc.contributor.advisorUlubayram , Kezban
dc.contributor.authorGültekinoğlu Bayram , Merve
dc.date.accessioned2019-04-12T08:12:03Z
dc.date.issued2019
dc.date.submitted2019-01-29
dc.identifier.citationColloids and surfaces Btr_TR
dc.identifier.govdoc2019-D-40945
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11655/6520
dc.description.abstractPoly(polyol) sebacate (PPS) based polymers are promising polymers in biomedical and tissue engineering field, thanks to tunable mechanical properties and having biodegradable and biocompatible features. However, difficult conditions and long duration in synthesis and also challanges in processability limit the widespread use of PPS elastomers. In this thesis study, it is aimed to overcome the difficulties in the synthesis of PPS based polymers by microwave polymerization, to improve fiber production by adding poly(ethylene glycol) (PEG) and to use them as tissue scaffolds. By this regard, in the first part of thesis study poly(glycerol)sebacate (PGS), poly(xylitol)sebacate (PXS), poly(glycerol)sebacate-co-poly(ethylene glycol) (PGS-co-PEG) and poly(xylitol)sebacate-co-poly(ethylene glycol) (PXS-co-PEG) polymers were synthesized approximately in 4 minutes by microwave polymerization. Crosslinking time have been found to prolong in xylitol containing PXS and PXS-co-PEG polymers due to free hydroxyl groups. PEG addition to poly(polyol) sebacate polymers, the elastic modulus values decreased from 1.20±0.01 MPa to 0.060±0.004 MPa, while the % extension at break point increased from ~ 99% to ~ 160%. When the thermal properties of the polymers were examined, it was found that the glass transition temperatures were between -28.53 and -35.48 ºC and they exhibited elastic behavior at body temperature. At the same time, % mass loss increased from 4.4% to 9.3% in 21 days in the presence of PEG. It is concluded that PEG increases the amount of water uptake and the rate of hydrolytic degradation in the polymer structure. It was determined that the synthesized polymers had no toxic effect on L929 fibroblast cells. In the second part of the thesis, PPS polymers were synthesized using electrohydrodynamic (EHD) portable gun and pressurized gyration techniques. Lower diameter (~ 1 μm) fibers were obtained with the EHD system, compared to the gyration technique and applied electrical field increased depending on the conductivity of polymer solution and surface tension. The conductivity of PGS-co-PEG and PXS-co-PEG polymer solutions was found to be increased by 3.5 times higher after PEG addition. This increase in conductivity values caused the fiber area in the collector to increase while shortening the distance in the syringe jet formation. It was determined that PPS fibers produced by EHD support cell attachment and proliferation. Especially after 7 days of PXS-co-PEG fibers, cell viability was significantly increased compared to other sample groups. The fiber diameters produced by the pressurized gyration technique increased (~ 10 μm) compared to the fibers produced by the EHD system. It has been determined that rotation speed, pressure, solution concentration and viscosity directly affects the gyrospun fiber formation. In addition, the increased diameters of the gyrospun fibers increased the porosity of the resulting bulk structure and allowed the cells to propagate in the three-dimensional structure and were advantageous compared to the fibers produced with EHD. Fibroblast cell attachment and spreading on three-dimensional gyrospun fiber was determined by microscopic investigations. In the last part of the thesis, gelatin methacrylate (Gel-M) hidrogel was synthesized and the swelling, degradation and viscoelastic properties were determined for hydrogels with different concentration parameters. Elastomeric PPS fiber constructs were integrated into synthesized gelatin methacrylate (Gel-M) gel and hybrid scaffolds were obtained by UV curing. Fibers reinforced hybrid tissue scaffolds support the co-cultures of fibroblast and keratinocyte cells and increase the cell viability and proliferation. As a result, it has been concluded that the hybrid tissue scaffolds have a high potential for skin tissue engineering.tr_TR
dc.description.sponsorshipHacettepe Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birim TDK-2017-14725 numaralı proje.tr_TR
dc.description.tableofcontentsÖZET i ABSTRACT iv TEŞEKKÜR vii İÇİNDEKİLER viii ŞEKİLLER DİZİNİ xi ÇİZELGELER DİZİNİ xvi SİMGELER VE KISALTMALAR xvii 1. GİRİŞ 1 2. GENEL BİLGİLER 4 2.1. Elastomerler 4 2.1.1. Poliüretanlar 6 2.1.2. Polihidroksialkanoatlar 7 2.1.3. Silikon Elastomerler 8 2.1.4. Poli(poliol)Sebakatlar 9 2.2. Hidrojeller 13 2.2.1. Doğal Kaynaklı Hidrojeller 14 2.2.2. Sentetik Kaynaklı Hidrojeller 15 2.2.3. Yarısentetik Hidrojeller 15 2.2.4. Jelleşme Türlerine Göre Hidrojeller 19 2.2.2.1. Fiziksel Çapraz Bağlanan Hidrojeller 19 2.2.2.2. Kimyasal Çapraz Bağlanan Hidrojeller 19 2.3. Doku İskelesi Üretim Teknikleri 20 2.3.1. Elektrohidrodinamik Eğirme 22 2.3.2. Islak Eğirme 23 2.3.3. Dönel Eğirme Teknikleri 24 2.3.3.1. Basınçlı Jirasyon 24 2.3.3.2. Eriyik Jirasyon 28 2.3.3.3. Beslemeli Jirasyon 28 2.4. Deri Doku Mühendisliği Yaklaşımları 29 3. DENEYSEL ÇALIŞMALAR 33 3.1. Materyal 33 3.1.1. Kullanılan Malzemeler ve Kimyasallar 33 3.2. Yöntem 35 3.2.1. Poli(poliol) Sebakat Polimerlerinin Sentezi 35 3.2.1.1. Poli(gliserol) Sebakat (PGS) Polimerinin Sentezi 35 3.2.1.2. Poli(ksilitol)Sebakat (PXS) Polimerinin Sentezi 36 3.2.2. Poli(poliol sebakat)-ko-poli(etilen glikol) (PPS-ko-PEG) Polimerinin Sentezi 36 3.2.2.1. Poli(gliserol sebakat)-ko-poli(etilen glikol) (PGS-ko-PEG) 37 3.2.2.2. Poli(ksilitol sebakat)-ko-poli(etilen glikol) (PXS-ko-PEG) 37 3.3. Fiber Üretimi 40 3.3.1. Taşınabilir Elektro Hidrodinamik Sistem ile Poli(poliol) Sebakat Elektro-Eğrilmiş Fiber Üretimi 40 3.3.2. Basınçlı Jirasyon Tekniği ile Poli(poliol) Sebakat Jiro-Eğrilmiş Fiber Üretimi 40 3.4. Gelatin Metakrilat (Gel-M) Sentezi 41 3.5. Sentezlenen Polimer Yapıların Karakterizasyonu 42 3.5.1. Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) 42 3.5.2. 1H-NMR Analizi 42 3.5.3. Termal Gravimetrik Analiz (TGA) 42 3.5.4. Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) Analizi 42 3.5.5. Mekanik Test 43 3.5.6. Çözeltilerin Viskozite ve Yüzey Gerilimi Değerlerinin Belirlenmesi 43 3.5.7. Hidrojellerin Su Tutma Kapasitelerinin Belirlenmesi 43 3.5.8. Hidrolitik Bozunma Profilerinin Belirlenmesi 44 3.5.9. Hidrojel Yapıların Viskoelastik Özelliklerinin Belirlenmesi 44 3.5.10. Taramalı Elekron Mikroskobu (SEM) ile Yüzeylerin Morfolojik Karakterizasyonu 44 3.6. Hücre Kültürü Çalışmaları 45 3.6.1. İndirekt Sitotoksite Çalışmaları 45 3.6.2. Direkt Hücre Canlılığı Çalışmaları 46 3.6.3. Canlı/Ölü Hücre Kültürü Çalışmaları 47 3.6.4. Ko-kültür Hücre Çalışmaları 48 3.7. İstatiksel Analiz 50 4. SONUÇLAR VE TARTIŞMA 51 4.1. Poli(poliol) Sebakat (PPS) Bazlı Polimerlerin Yapı-Özellik İlişkileri 52 4.1.1. Poli(gliserol) Sebakat (PGS) Polimeri 53 4.1.2. Poli(ksilitol) Sebakat (PXS) Polimeri 56 4.1.3. Poli(gliserol)Sebakat-ko-Poli(etilen glikol) Kopolimeri 61 4.1.4. Poli(ksilitol) Sebakat-ko-Poli(etilen) Glikol Kopolimeri 69 4.1.5. Poli(poliol) Sebakat ve Türevlerinin Hidrolitik Bozunma Davranışları 80 4.1.6. Poli(poliol) Sebakat ve Türevlerinin Hücre Canlılığına Etkisi 81 4.2. Gelatin Metakrilat Hidrojellerin Özellikleri 82 4.3. Poli(poliol)Sebakat Bazlı Fiberlerin Özellikleri 91 4.3.1. Taşınabilir Elektro Hidrodinamik Sistem ile Elektro-Eğrilmiş Fiberler 92 4.3.2. Basınçlı Jirasyon Tekniği ile Poli(poliol) Sebakat Jiro-Eğrilmiş Fiberler 102 4.4. EHD ve Jiro Eğrilmiş Fiberlerin Hücre Etkileşimleri 110 4.5. Gel-M Hidrojellerde Hücre Canlılığı 117 4.6. Jiro Eğrilmiş Fiber Destekli Hibrid Hidrojel Doku İskelelerinde Ko-Kültür Çalışmaları 118 5. YORUM 125 6. KAYNAKLAR 127 ÖZGEÇMİŞ 150tr_TR
dc.language.isoturtr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjectPoli(Poliol)sebakat
dc.subjectElastomer
dc.subjectMikrodalga polimerizasyonu
dc.subjectFiber
dc.subjectBasınçlı jirasyon
dc.subjectHidrojel
dc.subjectDoku iskelesi
dc.titlePoli(Poliol)Sebakat Bazlı Biyobozunur Elastomerlerin Sentezi ve Jiro Eğrilmiş Fiber Destekli Hidrojel Doku İskelelerinin Geliştirilmesitr_TR
dc.title.alternativeSynthesis Of Poly(Polyol)Sebacate Based Bıodegradable Elastomers And Development Of Gyro Fiber Integrated Hydrogel Scaffoldstr_eng
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesistr_TR
dc.description.ozetPoli(poliol) sebakat (PPS) bazlı polimerler değiştirilebilir mekanik özellikleri, biyobozunur ve biyouyumlu olmaları nedeniyle biyomedikal ve doku mühendisliği uygulamalarında umut vaat eden polimerlerdir. Ancak sentez koşullarının zorluğu, sentez süresinin uzun olması ve üretim koşullarındaki zorluklar PPS elastomerlerin yaygın kullanımını kısıtlamaktadır. Bu tez çalışmasında PPS bazlı polimerlerin sentezindeki zorlukların mikrodalga polimerizasyonu ile aşılması, PPS elastomerlerine poli(etilen glikol) (PEG) katılarak fiber üretim koşullarının iyileştirilmesi ve doku iskelesi olarak kullanımı hedeflenmiştir. Bu amaçla tez çalışmasının ilk bölümünde poli(gliserol) sebakat (PGS), poli(ksilitol) sebakat (PXS), poli(gliserol)sebakat-ko-poli(etilen glikol) (PGS-ko-PEG) ve poli(ksilitol)sebakat-ko-poli(etilen glikol) (PXS-ko-PEG) polimerleri mikrodalga polimerizasyonu ile yaklaşık 4 dakikada sentezlenmiştir. Termal çapraz bağlanma reaksiyonları düşük basınç ve yüksek sıcaklıkta gerçekleşmiştir. Ksilitol içeren PXS ve PXS-ko-PEG polimerlerinde serbest hidroksil gruplarına bağlı olarak çapraz bağlanma süresinin uzadığı tespit edilmiştir. PEG’in poli(poliol) sebakat polimerlerine katılması ile elastik modülüs değerleri 1.20±0.01 MPa’dan, 0.060±0.004 MPa’a azalırken, kopma noktasındaki % uzamanın ~%99’dan ~%160’a arttığı görülmüştür. Polimerlerin termal özellikleri incelendiğinde camsı geçiş sıcaklıklarının -28.53 ve -35.48 ºC aralığında olduğu ve vücut sıcaklığında elastik davranış sergilediği görülmüştür. Aynı zamanda % kütle kaybının 21 günde % 4.4’den 9.3’e arttığı gözlenmiştir. PEG’in polimer yapısında su tutma kapasitesini arttırarak hidrolitik bozunma hızını artırdığı sonucuna varılmıştır. Sentezlenen polimerlerin L929 fibroblast hücrelerinde toksik etki göstermediği tespit edilmiştir. Tezin ikinci bölümünde sentezlenen PPS polimerlerinden elektrohidrodinamik (EHD) taşınabilir tabanca ve basınçlı jirasyon teknikleri kullanılarak fiber üretimi gerçekleştirilmiştir. EHD sistemi ile jirasyon tekniğine göre daha düşük çaplı (~ 1 μm) fiberler elde edilirken, polimer çözeltisinin iletkenliği ve yüzey gerilimine bağlı olarak uygulanan elektrik alan artış göstermiştir. Yapıya PEG’in katılması ile PXS-ko-PEG ve PGS-ko-PEG polimer çözeltilerinin iletkenlik değerlerinde yaklaşık 3.5 kat artış gözlenmiştir. İletkenlik değerlerindeki bu artış, şırınga jet oluşumundaki mesafeyi kısaltırken, toplayıcıdaki fiber alanın artmasına neden olmuştur. EHD ile üretilen PPS fiberlerin hücre tutunması ve proliferasyonunu desteklediği belirlenmiştir. Özellikle PXS-ko-PEG fiberlerin 7 gün sonra hücre canlılığı diğerlerine göre anlamlı derecede artış göstermiştir. Basınçlı jirasyon tekniği ile üretilen fiber çapları (~ 10 μm) EHD sistemi ile üretilen fiberlere kıyasla artış göstermektedir. Jiro-eğrilmiş fiber üretiminde dönüş hızı, basınç, çözelti konsantrasyonu ve viskozitesinin fiber oluşumunu doğrudan etkilediği belirlenmiştir. Ayrıca jiro-eğrilmiş fiberlerin artan çaplarının, yığın yapıda oluşan poroziteyi arttırdığı ve hücrelerin üç boyutlu yapı içerisinde yayılarak çoğalmasına imkân vermiş olduğu belirlenmiştir. Üç-boyutlu jiro-eğrilmiş fiber yüzeyine fibroblast hücrelerin tutunduğu ve yayıldığı mikroskobik incelemelerle belirlenmiştir. Tezin son bölümünde jelatin metakrilat (Gel-M) hidrojeli sentezlenerek, farklı derişimlerde hazırlanan hidrojelin su tutma kapasitesi, degradasyon ve viskoelastik özellikleri belirlenmiştir. Elastomerik PPS fiber yapıları, sentezlenen jelatin metakrilat (Gel-M) jeline entegre edilerek, UV kürleme ile hibrid doku iskeleleri elde edilmiştir. Fiberlerle güçlendirilmiş hibrid doku iskelelerinin fibroblast ve keratinosit hücrelerin ko-kültürlerini desteklediği, hücre canlılıklarını ve proliferasyonunu artırdığı gözlenmiştir. Sonuç olarak geliştirilen hibrid doku iskelelerinin dermal doku mühendisliğinde kullanım potansiyellerinin yüksek olduğu sonucuna varılmıştır.tr_TR
dc.contributor.departmentBiyomühendisliktr_TR
dc.contributor.authorID10235549tr_TR
dc.embargo.termsAcik erisimtr_TR
dc.embargo.lift-


Bu öğenin dosyaları:

Bu öğe aşağıdaki koleksiyon(lar)da görünmektedir.

Basit öğe kaydını göster