PLA/HA/GO nanokompozit doku iskelesinin elektroeğirme yöntemiyle üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of PLA/HA/GO nanocomposite scaffold by electrospinning
Yazar: BÜŞRA OKTAY
Danışman: DOÇ. DR. CEM BÜLENT ÜSTÜNDAĞ ; DOÇ. DR. ESMA ÖZEROL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Doku iskeleleri = Tissue scaffolds ; Elektroeğirme yöntemi = Electrospinning method ; Grafen oksit = Graphene oxide ; Nanolif = Nanofiber ; Poliakrilik asit = Polyacrilic acid

Özet:
Doku mühendisliği, dokuların biyolojik fonksiyonunu iyileştirmek için mühendislik ve yaşam bilimi uygulamalarını kullanır. Dokularda meydana gelen ağır hasarlar, dokunun kendini yenilemesini zorlaştırır. Hasarlı dokunun onarımı için kullanılan geleneksel yöntemler immunolojik sorunlar oluşturmaktadır. Günümüzde ise hasarlı dokunun onarımında immunolojik sorun oluşturmayan, hasarlı dokuların kısa sürede rejenerasyonu için yenilikçi uygulamalar mevcuttur. Doku mühendisliğindeki en önemli iskele türlerinden biri  olan nanofiber iskeleler, hücrelerin bir iskeleye tutunması, yeni doku oluşumunu hızlandırması, yapay organ ve dokuların oluşturulması gibi olanaklar sağlar. İskele, hücre dışı matrisinin (ECM) yapısını taklit edecek mimari ve biyolojik özelliklerde oluşturulmalıdır. ECM taklit edilerek oluşturulan doku iskelesi, aynı zamanda biyouyumluluk, biyobozunurluk ve mükemmel mekanik özellikleri taşıyan bir biyomalzemeden üretilmelidir. İskelelerin biyolojik olarak uyumlu ve biyolojik olarak bozunabilen malzemelerden üretilmesi ve hücre tutunmasını, farklılaşmasını ve büyümesini desteklemesi önemlidir. Nanofiber yapılı iskeleler, mikro yapılı iskelelerden daha yüksek performans sergilerler. Doku mühendisliği uygulamalarında biyouyumlu nanofiberler elde etmek için elektroeğirme tekniği kullanılmaktadır. 
Bu çalışmada, polilaktik asit (PLA), kemikle etkileşimini iyileştirmek için hidroksiapatit (HA) ile kombine edilmiştir. Aynı zamanda iskeleye, streslere karşı yeterli mekanik dayanım kazandırmak için grafen oksit (GO) ilave edilmiştir. Bu tez çalışmasının amacı, elektroeğirme tekniği kullanarak PLA, HA ve GO kombinasyonundan oluşan nanoyapılı bir iskele imal etmektir. Nanokompozit iskelenin morfolojik ve kimyasal özellikleri sırasıyla Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), ve Fourier Transform Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) ile incelenmiştir. Nanofiber iskelelerinin stabilitesinin ve bütünlüğünün belirlenmesi için çekme testi ile analiz edilmiştir. Nanofiber doku iskelelerinin sito-uyumluluğunu incelemek için HFF-1 fibroblast hücreleri kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, PLA/HA/GO kompozit doku iskelelerinin, doku mühendisliğindeki uygulamalar için mükemmel ve çok yönlü iskeleler olduğu görülmüştür.

Abstract:
Tissue engineering uses engineering and life science applications to improve the biological function of tissues. Heavy damage to the tissues makes it difficult for the tissue to renew itself. Traditional methods used to repair damaged tissue create immunological problems. Today, there are innovative applications for the regeneration of damaged tissues in a short time, which do not cause immunological problems in the repair of damaged tissue. Nanofiber scaffolds, one of the most important types of scaffolds in tissue engineering, provide opportunities such as attaching cells to a scaffold, accelerating the formation of new tissues, and creating artificial organs and tissues. The scaffold must be created with architectural and biological features to mimic the structure of the extracellular matrix (ECM). The tissue scaffold created by mimicking ECM should also be produced from a biomaterial with biocompatibility, biodegradability and excellent mechanical properties. It is important that scaffolds are fabricated from biocompatible and biodegradable materials and that they support cell attachment, differentiation and growth. Nanofiber scaffolds show higher performance than microstructured scaffolds. The electrospinning technique is used in tissue engineering applications to produce biocompatible nanofibers.
In this study, polylactic acid (PLA) was combined with hydroxyapatite (HA) to improve its interaction with bone. At the same time, graphene oxide (GO) was added to the scaffold to give it sufficient mechanical strength against stresses. The aim of this thesis is to fabricate a nanostructured scaffold consisting of PLA, HA and GO combination using electrospinning technique. The morphological and chemical properties of the nanocomposite scaffold were investigated by Scanning Electron Microscopy (SEM), and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), respectively. The nanofiber scaffolds were analyzed by tensile testing to determine the stability and integrity of the scaffolds. HFF-1 fibroblast cells were used to examine the cytocompatibility of nanofiber scaffolds. According to the results obtained, PLA/HA/GO composite scaffolds were found to be excellent and versatile scaffolds for applications in tissue engineering.