Grafen oksit katkılı nanokompozit doku iskelelerinin süperkritik karbondioksit ortamında hazırlanması ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of graphene oxide modified nanocomposite tissue scaffolds using supercritical carbondioxide
Yazar: SİMGE YILDIRIM
Danışman: DOÇ. AYŞE KARAKEÇİLİ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Sunulan tez çalışması kapsamında, kemik doku mühendisliği için 3-boyutlu, gözenekli, biyobozunur ve biyouyumlu özellikte polikaprolakton ve polikaprolakton-grafen oksit doku iskelelerinin süperkritik CO2 ortamında (SK-CO2) elde edilmesi ve karakterizasyonu hedeflenmiştir. Bu hedefle süperkritik ortamında faz ayrımı yöntemi kullanılmıştır. En uygun çalışma koşullarını belirlemek için yapılan çalışmalar sonucunda hazırlanan doku iskeleleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile karakterize edilmiş ve uygun morfolojik yapıya sahip (gözeneklilik, gözenek boyutu) doku iskeleleri belirlenmiştir. Buna göre 165 bar basınç,  35°C sıcaklık, 2.5 saat difüzyon, 2.5 saat çözücü uzaklaştırma ve 5g/dk CO2 akış hızı koşullarında hazırlanan doku iskelelerinin homojen gözenek dağılımına sahip olduğu bulunmuştur. Tez çalışmasının ikinci aşamasında polikaprolakton-grafen oksit doku iskeleleri polikaprolakton çözeltisine belli oranlarda (%1 ve %3 %w/w) grafen oksit eklenerek süperkritik akışkan ortamında faz ayırma yöntemiyle elde edilmiştir. Hazırlanan doku iskeleleriyle yürütülen hücre kültürü çalışmalarında MTT testi gerçekleştirilmiştir. Polikaprolakton -grafen oksit doku iskelelerinin hücre canlılığı üzerine in-vitro ortamda toksik etkisinin olmadığı görülmüştür. Elde edilen bulgular ışığında, hazırlanan polikaprolakton-grafen oksit doku iskelelerinin kemik doku mühendisliği uygulamalarında kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
The aim of the study is to fabricate three dimensional, porous, biodegradable and biocompatible polycaprolactone and polycaprolactone-graphene oxide scaffolds by using supercritical carbondioxide (CO2) assisted process for tissue engineering applications. For this aim; supercritical carbondioxide assisted phase separation method were used. Scaffolds were characterize by using scanning electron microscopy (SEM) to determine the most suitable process conditions. The optimum conditions were decided to be 165 bar pressure, 35°C  temperature, 2.5 h diffusion, 2.5 h solvent extraction and 5g/min CO2 flow rate. In the second part of the study, various amounts of graphene oxide (%1 and %3 %w/w) were added to polycaprolactone solution to fabricate polycaprolactone-graphene oxide nanocomposite scaffolds by using supercritical carbondioxide assisted phase separation. Characterization studies, were performed by using SEM, raman spektroscopy, X-Ray Diffractometry (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR-ATR) and Differential Scanning Calorimetry (DSC) analysis. Cell culture studies were carried out with these scaffolds. It was seen that polycaprolactone-graphene oxide scaffolds do not have any toxic effects on cell viability at in vitro environment. It was concluded that polycaprolactone-graphene oxide scaffolds fabricated by using supercritical carbondioxide shall be used for bone tissue engineering applications.