3 boyutlu biyo baskı yöntemi ile biyoaktif katkılı transdermal doku iskeleti üretimi ve salım kinetiği matematiksel modellemesi
Production of bioactive added transdermal tissue skeleton using 3D bioprinting method and mathematical modeling of release kinetics
Yazar: ALP ERDOĞAN ÖZTÜRK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH ÇİFTÇİ
Fatih Sultan Mehmet Vakıf Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı / Biyomedikal Mühendisliği Anabilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Doku mühendisliği alanı, cilt enfeksiyonları, yaralanmaları ve yanık problemleri gibi kendiliğinden iyileşme sürecinin imkânsız veya yetersiz olduğu durumlarda vücudun kaybettiği cildi geri kazanmasına yardımcı olmanın bir yoludur. Cilt enfeksiyonları tedavisinde yapay deri üretimi biyo-baskı cihazlarıyla sağlanmaktadır. Biyo-baskı iskelesi için optimum PVA/KS-aljinat/Zerdeçal bileşimini belirlemek amacıyla farklı bileşimlerde PVA/KS-aljinat karışımı hidrojellerin mikro yapısını, fizikokimyasal özelliklerini ve basılabilirliğini araştırmak için kullanılmıştır. Bu çalışmada, Kitosan (KS), sodyum aljinat (ALG) ve Polivinil alkol (PVA) kombinasyonundan nanokompozitler sentezledik. Daha sonra, Zerdeçal nanokompozitlerin içine kapsüllenmiş ve Fourier-transform kızılötesi spektroskopisi (FTIR), elektron mikroskobu (SEM) ile karakterize edilmiştir. Bu çalışmaların yanında Zerdaçal biyoaktif maddesinin, salım kinetiği mekanizması Franz difüzyon hücresi ile ölçülmüş ve matematiksel modelleri incelenmiştir. Ayrıca, kapsüllenmiş Zerdeçal, serbest Zerdeçal'dan daha yüksek antibakteriyel, antioksidan ve anti-inflamatuar aktivite göstermiştir. Sonuçlara göre, albümin denatürasyonu için maksimum inhibisyon (%83,59), maksimum antioksidan aktivite (%85,79) ve 23,68 mg GAE/100 g ile en yüksek TPC içeriği PVA/KS-ALG biyokompozitinde bulunmuştur. Bu nedenle, üç biyopolimer KS ve ALG ile PVA'nın eş zamanlı kullanımının Zerdeçal'ın terapötik etkinliğini sinerjik olarak artıracağı sonucuna varılmıştır. Sonuç olarak, PVA/KS-ALG biyokompozitinin yeni nano-kompoziti, özellikle inflamatuar hastalıklar ve kanser olmak üzere çeşitli hastalıkları tedavi etmek için biyomedikal uygulamalar ve ilaç dağıtım sistemleri için etkili bir strateji ve umut verici bir aday sunmaktadır.

Abstract:
The field of tissue engineering is a way to help the body regain lost skin in cases where the self-healing process is impossible or inadequate, such as skin infections, injuries and burn problems. Artificial skin production in the treatment of skin infections is provided by bioprinting devices. In order to determine the optimum PVA/CS-alginate/ Turmeric composition for bioprinting scaffold, PVA/CS-alginate mixture of different compositions was used to investigate the microstructure, physicochemical properties and printability of hydrogels. In this study, we synthesised nanocomposites from the combination of chitosan (KS), sodium alginate (ALG) and polyvinyl alcohol (PVA). Then, turmeric was encapsulated into the nanocomposites and characterised by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), electron microscopy (SEM). In addition to these studies, the release kinetics mechanism of turmeric bioactive substance was measured by Franz diffusion cell and mathematical models were analysed. In addition, encapsulated turmeric showed higher antibacterial, antioxidant and anti-inflammatory activity than free turmeric. According to the results, the maximum inhibition for albumin denaturation (83.59%), maximum antioxidant activity (85.79%) and the highest TPC content with 23.68 mg GAE/100 g were found in PVA/CS-ALG biocomposite. Therefore, it was concluded that the simultaneous use of three biopolymers KS and ALG and PVA would synergistically enhance the therapeutic efficacy of turmeric. As a result, the new nanocomposite of PVA/KS-ALG biocomposite can be used to treat various diseases, especially inflammatory diseases and cancer.