Spınal cord uygulamaları için polivinil alkol tabanlı yapay doku geliştirmek
For spinal cord applications developing pva based artificial tissue
Yazar: BARKIN ÖZER
Danışman: DOÇ. DR. CENK DENKTAŞ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
İnsan vücudundaki dokular, küçük moleküllerin iletilmesinde ve mükemmel mekanik özelliklere sahip yapılardır. Omurilik yaranlanmaları gibi önemli yaralanmaların sonucunda dokular da ciddi veya kalıcı hasarlar meydana gelmektedir. Mevcut tedavi yöntemleri arasında mekanik destek sağlama, elektriksel iletkenliği iyi iletebilen ve hücre büyümesini teşvik etme konusunda umut vaat eden iskele implantasyonu yer almaktadır. Yüksek lisans tezin amacı, omurilik yaralanmalarında kullanılabilecek karnon nanotüp ile katkılandırılmış polivinil alkol (PVA) ve agaroz (AG) tabanlı yapay doku iskelesi geliştirmektir. Tasarlanan yapay doku iskelesinin performansını değerlendirmek için farklı çekme testi hızlarında mekanik testler ile farklı karakterizasyon yöntemleri termogravimetrik analiz/taramalı termal Analiz, Diferansiyel taramalı Kalorimetre, Fourier Dönüşümlü Kızıl Ötesi Spektroskopisi, X-Işını Kırınım yöntemi ve Taramalı Elektron Mikroskobu kullanarak iskelenin yapısı hakkında detaylı incelemesi yapılmıştır. Yeni iskele tasarımı, omurilik yaralanması olan hastalar için umut verici bir çözüm sunabilir. Mekanik dayanıklılık ve elektriksel iletkenlik gibi kritik özellikler, polivinil alkol tabanlı iskelenin agaroz biyopolimeri ve karbon nanotüplerin kullanımıyla geliştirilebilecek. Bu çalışmanın sonucunda, geliştirilen yapay doku iskelesi doku donörlerine olan ihtiyacı azaltarak, tek bir cerrahi müdahaleyle uygulanabilecek. Ayrıca, yüksek maliyetli ve yurtdışından ithal edilen iskelelerin yerini, daha düşük maliyetli, kolay modifiye edilebilen ve biyolojik olarak toksik olmayan bir alternatif alabilecek. Sonuç olarak bu tez çalışması yenilikçi bir biyomedikal ürün geliştirilmesine öncülük edebilir, hastalar için daha etkili ve erişilebilir bir tedavi seçeneği sunulabilecektir

Abstract:
Tissues in the human body are structures with excellent mechanical properties for the transmission of small molecules. As a result of significant injuries, such as spinal cord injuries, the tissues are severely or permanently damaged. Current treatment methods include scaffold implantation, which provides mechanical support, and good electrical conductivity and shows promise in promoting cell growth. This master's thesis aims to develop an artificial tissue scaffold as a treatment method for spinal cord injuries. Agarose biopolymer and carbon nanotubes were used to contribute to the polyvinyl alcohol-based artificial tissue scaffold with bioelectric and mechanical biocompatibility with spinal cord tissue. To evaluate the performance of the designed artificial tissue scaffold, mechanical testing at different tensile test speeds and different characterization methods such as Thermogravimetric Analysis/Scanning Thermal Analysis, Differential Scanning Calorimetry, Fourier Transform Infrared Spectroscopy, X-ray diffraction method and Scanning Electron Microscopy will be used to examine the scaffold structure in detail. This new scaffold design may offer a promising solution for patients with spinal cord injury. Critical properties such as mechanical strength and electrical conductivity will be improved by using agarose biopolymer and carbon nanotubes in the polyvinyl alcohol-based scaffold. As a result of this study, the artificial tissue scaffold developed can be applied with a single surgical intervention, reducing the need for tissue donors. In addition, high-cost and imported scaffolds will be replaced by a lower-cost, easily modifiable, and biologically non-toxic alternative. As a result, this thesis study may lead to the development of an innovative biomedical product and a more effective and accessible treatment option for patients.