Terapötik etkilere sahip iyonlarla katkılı biyoaktif camların geliştirilmesi, sert ve yumuşak doku mühendisliği uygulamaları için değerlendirilmesi
Development of various bioactive glasses incorporated therapeutic ions and their evaluation for hard and soft tissue engineering applications
Yazar: ALİ CAN ÖZARSLAN
Danışman: PROF. DR. SEVİL YÜCEL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Bakır = Copper ; Biyoaktif camlar = Bioactive glass ; Doku mühendisliği = Tissue engineering ; Stronsiyum = Strontium ; Terapötik yöntemler = Therapeutics ; Çinko = Zinc

Özet:
Vücuttaki  hasarlı doku bölgesine kısa veya uzun süreli olarak implante edilen biyoseramik malzemeler,  yumuşak  ve sert doku onarımı için geçmiş  son 50 yılda önemli klinik uygulamalarda  kullanılmıştır.    Bir biyoseramik  türü olan biyoaktif cam, biyouyumlu, hücre integrasyonunu destekleyici, biyolojik olarak parçalanabilir, biyoaktif ve  yüzeylerinde doku  oluşumunu  teşvik  edici  özellikleri sayesinde, keşfedilmelerinden bu yana araştırmacılar tarafından  ilgi çekici bir biyomalzeme olarak değerlendirilmektedir.  Yumuşak ve sert doku mühendisliği alanlarındaki son gelişmeler, biyoaktif camların farklı bileşimlerde elde edilmesi ve/veya biyoaktif cam bileşimine farklı elementlerin  dahil edilmesiyle bu malzemelerin  fiziksel, kimyasal, termal ve biyolojik etkinliğini artırma arayışını yeniden canlandırmıştır.  In vitro ve in vivo gerçekleştirilen birçok çalışmada, biyoaktif cam iyonik çözünme ürünlerinin, hücresel farklılaşmayı,  anjiyogenezi ve doku oluşumunu  indükleyerek uyarabildiği ve ayrıca antibakteriyel aktivite sergileyebildiği gösterilmiştir.  Bu nedenle, biyoaktif camların özelliklerini, kimyasal bile¸simlerini uygun şekilde formüle ederek ve belirli işlevsel  ve biyolojik role sahip seçilmiş  iyonları ekleyerek uyarlamak mümkündür. Bu perspektifte,  tez kapsamında  silikat camlarını çeşitli  aktif iyonlarla, özellikle de  terapötik etkilere sahip iyonlarla (örneğin  Sr, Cu ve Zn)  katkılayarak,  yeni nesil camlar önerilmiştir  ve  bu camların fiziksel, kimyasal, termal ve  in  vitro biyoaktivite davranışları incelenmiştir.  Elde edilen bulgular, Sr, Cu ve Zn katkılı ve yenilikçi kompozisyona  sahip biyoaktif camların, sert ve yumuşak doku mühendisliği uygulamalarında kullanılabilecek özelliklere sahip olduğunu göstermiştir.

Abstract:
Bioceramic materials, which are implanted into the damaged tissue site in the body for a short or long term usage, have been used in critical clinical applications over the past 50 years for soft and hard tissue repair and/or treatment. Bioactive glasses have been considered an attractive biomaterial (as a bioceramic) by researchers since its discovery due to its biocompatible, cell integration-promoting,  biodegradable, bioactive, and tissue formation-promoting  properties. Recent advances in the fields of soft and hard tissue engineering have reinvigorated the quest to improve the physical, chemical, thermal and biological activity of these materials by obtaining bioactive glasses in different compositions and/or incorporating different elements into the bioactive glass composition. Several in vitro and in vivo studies have been demonstrated that bioactive glass ionic dissolution products can stimulate cellular differentiation, angiogenesis,  and tissue formation, as well as exhibit antibacterial activity.  Therefore, it is possible to tailor the properties of bioactive glasses by appropriately formulating their chemical composition and adding selected ions with specific functional and biological roles. In this perspective,  the main objective of this thesis is a new generation of silicate glasses incorporating  with various active ions (such as Sr, Cu, and Zn) with therapeutic effects, and investigates their physical, chemical, thermal, and in vitro bioactivity behavior.  Overall, the results showed that Sr, Cu and Zn incorporated novel bioactive glasses may be a good candidate for hard and soft tissue engineering applications depending on desired features such as degradability, bioactivity.