Halloysit destekli jelatin biyomürekkep geliştirilmesi
Development of halloysite supported gelatin bioink
Yazar: OĞUZHAN POLAT
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SERAP MERT
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Kimya = Chemistry

Özet:
Bu tez çalışmasının amacı jelatininin saflaştırılarak, başlıca 3B biyobaskı uygulamalarında ve genel amaçlı doku mühendisliği çalışmalarında kullanılacak yüksek mukavemet değerine sahip halloysit nanotüp (HNT)-jelatin hibrit biyomürekkep geliştirilmesidir. Literatürde çeşitli eklentiler (ilaç vb.) içeren veya modifiye edilmiş hibrit HNT-jelatin karışımlarının biyomalzeme olarak kullanıldığı çalışmalar mevcuttur. Ancak hibrit HNT-jelatin karışımlarının 3B biyoyazıcı kullanılarak biyomürekkep geliştirilmesi ile ilgili herhangi bir çalışmaya rastlanılmamıştır. Bu eksiklikten yola çıkılarak saflaştırılan jelatine HNT eklenmesi ile jelatinin termal, mekanik ve suya dayanım özelliklerinin iyileştirilmesiyle 3B biyoyazıcıdan yazdırılabilir biyomürekkep yapılmıştır. Hibrit hale getirilen biyomürekkep numunesi 3B biyo-yazıcıda istenilen boyut ve şekillerde yapı iskelesine dönüştürülmüş olup bütünsel şeklini kaybetmemesi için kimyasal olarak gluteraldehit (GTA) ile çapraz bağlanmıştır. Çapraz bağlanmayan GTA'yı uzaklaştırmak için saf su ve glisin ile yıkanmıştır. Bu kapsamda elde edilen hidrojele GTA eklenmesi sonucunda ikinci bir işleme ihtiyaç duymadan (UV lambası, LAP, Irgacure, CaCl2 vb.) doğrudan son ürüne basılabilirliği, basılan yapı iskelesinin mekanik dayanımının iyileştirilmiş olması literatüre kazandırılan yenilikler arasındadır. Bu çalışmanın amacı kemik defektlerinde kullanım sağlayacak, 3B biyoyazıcı ile basılabilen jelatin-HNT hibrit yapısını, GTA'nın çapraz bağlayıcı etkisinden faydalanarak kararlı hale getirilmiş yeni bir doku iskelesi oluşturulmasıdır. Hibrit HNT-jelatin biyomürekkep yapısında yeni bir kemik grefti formülasyonu geliştirilmiştir.

Abstract:
The aim of this thesis is to purify gelatin and develop high strength HNT-gelatin hybrid bioink for use in 3D bioprinting applications and general-purpose tissue engineering studies. There are studies in the literature in which hybrid HNT-gelatin blends containing various additives (drugs, etc.) or modified hybrid HNT-gelatin blends are used as biomaterials. However, no study has been found on the development of bioinks using hybrid HNT-gelatin blends using a 3D bioprinter. Take the next step, a 3D bio-printable bio-ink was prepared by adding HNT to purified gelatin and improving the thermal, mechanical and water resistance properties of gelatin. The hybridized bioink sample was converted into scaffolds of the desired size and shape in a 3D bioprinter and chemically crosslinked with glutaraldehyde to retain its integral shape. The resulting crosslinked sample was washed with pure water and glycine to remove the non-crosslinked GTA. As a result of adding GTA to the hydrogel obtained in this context, it can be printed directly to the final product without the need for a second process (UV lamp, LAP, Irgacure, CaCl2, etc.) and the mechanical strength of the printed scaffold is improved. The aim of this study is to create a new tissue scaffold that can be used and stabilized in bone defects by taking advantage of the cross-linking effect of GTA in a gelatin-HNT hybrid structure that can be printed with a 3D bioprinter. A new bone graft formulation was developed in a hybrid HNT-gelatin bioink structure.