Sinir dokusu rejenerasyonu ve desenli yaygın sinir ağları uygulamalarına yönelik iyon ışınları ile modifiye edilmiş ve elmasa benzer karbon (DLC) filmler ile kaplanmış polimerik yüzeylerin oluşturulması
Ion beam modified polymeric surfaces and diamond like carbon (DLC) thin film coatings for nerve tissue regeneration and large-patterned neural cell arrays
Yazar: ŞADİYE EMEL SOKULLU URKAÇ
Danışman: PROF. DR. AHMET ÖZTARHAN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Desenlendirme = Patterning ; Elmas kaplama = Diamond coating ; Sinir rejenerasyonu = Nerve regeneration ; İyon ekme = Ion implantation

Özet:
Bu tezde, sinir dokusu rejenerasyonu ve desenli yaygın sinir ağ'ları uygulamalarına yönelik, iyon implantasyonu ile modifiye edilmiş ve elmasa benzer (DLC) ince film karbon ile kaplanmış polimerik malzemelerin uygunluğu araştırılmıştır. Tezin amacı, modifiye edilmiş polimerik yüzeylerde desenli yaygın sinir ağlarının oluşturulması ve yüzeyleri modifiye edilmiş polimerik filmlerin tüp haline getirilerek, bu tüpler içinde sinir hücreleri büyütülmesi ve böylelikle hasarlı sinir dokusunun rejenerasyonuna olanak sağlayacak malzemelerin geliştirilmesidir.Çalışma 3 ana bölümden oluşmaktadır: 1) polimer numunelerin yüzey modifikasyonu, 2) modifiye edilmiş bu yüzeylerde hücre çalışmaları (in-vitro çalışmalar), 3) in-vitro çalışmalarda elde edilecek başarılı sonuçlardan sonra in-vivo çalışmalar yapılmasına uygun malzemelerin geliştirilmesi.Sonuç olarak, Au ve C ile gerçekleştirilen implantasyonlarda, yüzeydeki O miktarında artış ve karbonizasyon seviyesindeki düşüş hücre tutunmasını tetiklemiştir. Cam ve polimer malzemelerden iyi hücre tutunması ve nörit gelişimi Au ve C iyonlarıyla 1015 ? 1016 doz değeri aralığında izlenmiştir. PLA ve silikon örneklerde de iyi sonuçlar tesbit edilmesine karşın polimer tüp yapımı bakımından en optimize malzeme, PLC olarak tesbit edilmiştir.İmplantasyonlu ve DLC gerçekleştirilen PLC malzemeden tüp üretimi de gerçekleşmiş olup bu tüplerin klinik çalışmaları halihazırda devam etmektedir. In-vivo çalışmaların sonuçları bir başka tezin konusudur.

Abstract:
In this thesis, research work was carried out to explore the suitability of ion implantation of various elements and vacuum arc plasma deposition of Diamond Like Carbon (DLC) thin films on biodegradable polymers for the selective, enhanced growth of neuronal cells on polymer substrates that could be applied in the future to human surgical/medical needs. One of the specific goal of the thesis is to develop short lengths of small-diameter polymer tubes the inside surface of which was plasma assisted Diamond Like Carbon (DLC ) thin film coated /ion beam modified so as to selectively enhance the growth of nerve cells within the tube, thus serving as a vehicle for the regeneration and repair of broken elements of the nervous system.This work consists of three main sections; 1) Preparation and surface modification of polymer samples and their surface characterizations, 2) Cell study on modified polymer surfaces, in-vitro tests, 3) Selecting the best modified polymer surfaces for in-vivo studies by comparing the results obtained by in-vitro studies.It was observed that both after Au and C ion implantation, Oxygen concentration increases and Carbon concentration decreases on polymer surfaces. The results showed that neural cell growth on biodegradable polymer surfaces has been stimulated with ion beam modification. Best neural cell attachment and cell growth properties have been observed with the ion fluency of 1015 ? 10 16 ion /cm2, at extraction voltage of 30kV , both with Au and C ions.As well as being biodegradable polymer, PLC seems to be more suitable for processing small tubes, which can be used as neural conduits in-vivo tests and ion beam modified and DLC thin film coated small tubes are being supplied for in-vivo studies with Sprague-Dowley rats, which is the subject of another on going joint clinical work.