3 boyutlu bioyazıcı yöntemi ile sentezlenmiş hidroksiapatit katkılı sert doku iskeleti üretimi

Abstract

3 BOYUTLU BİOYAZICI YÖNTEMİ İLE SENTEZLENMİŞ HİDROKSİAPATİT KATKILI SERT DOKU İSKELETİ ÜRETİMİSon yıllarda doku mühendisliği uygulamalarında biyo-uyumlu polimer bazlı implant teknolojisi kullanımı artmaktadır. Söz konusu teknolojilerin uygulanmasında pek çok farklı seçenek mevcuttur. Bu seçenekler arasında gözenekli iskelet desenlerini, kimyasal malzemeleri ve birbirine bağlı gözenekli yapıları yazdırma kabiliyeti nedeniyle üç boyutlu baskı yöntemi ön plana çıkmaktadır. Dolayısıyla bu baskı yönteminin daha efektif bir şekilde kullanılabilmesi doku mühendisliği sahası için önem arz etmektedir. Çalışmamızda da bu yöntem takip edilerek, sentezlenen Hidroksiapatit katkısı ile üretilen sert doku iskeletlerinin optimum üç boyutlu baskı parametreleri ve karakteristik özellikleri incelenmiştir. Çalışmamız için, Hidroksiapatit, Kalsiyum Nitrat Tetrahidrat ve Potasyum Dihidrojenfosfattan ıslak kimyasal çökelti üretildi ve bu çökeltiden optimum özellikleri elde etmek için farklı sıcaklıklarda sinterlenerek amaca en uygun tozun üretilmesi hedeflendi. Ek olarak, Kitosan ve Polivinil Alkol, ideal üç boyutlu biyo-baskı için hidrojel formunda hazırlandı ve bu hidrojele farklı oranlarda sentezlenmiş Hidroksiapatit eklenerek 3 boyutlu iskeletler basıldı. İskeletlerin yapısı ve morfolojisi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) tekniği ile incelendi. Karakterizasyon ve morfolojik analizlere göre, optimum hidrojel bileşimi% 2,5 Kitosan,% 1 Polivinil Alkol ve % 10 sentezlenmiş Hidroksiapatit olarak belirlendi. Sonuç olarak çalışmamız üretilen Hidroksiapatit ekli iskeletlerin kemik mühendisliği uygulamaları için umut verici bir yaklaşım olabileceğini göstermiştir. Bu ve benzeri çalışmaların sürmesi doku mühendisliğinin geleceği için önem arz etmektedir. ÖNSÖZiİÇİNDEKİLERiiÖZETivABSTRACTvSEMBOLLERviKISATLMALARviiŞEKİLLER viiiTABLOLARx1.GİRİŞ11.1. Doku Mühendisliği11.2. Doku Mühendisliği İmalat Metotları21.3. Biyo Yazıcı31.4. Biyo Yazıcı Teknolojieri41.5. Biyo Yazıcılarda Kullanılan Biyomalzemeler71.6. Sert Doku Üretimi91.6.1. Sert Doku Üretiminde Kullanılacak Polimerler (Kitosan Ve Polivinilalkol)91.6.2. Sentetik Hidtoksiapatit112. MATERYAL VE YÖNTEM122.1. Malzemeler 122.1.1 Hidroksiapatit Sentezi122.1.2. Hidrojel Hazırlanması122.2. Kullanılan Cihazlar122.3. Hidroksiapatit Sentezi132.4. Hidrojel Üretimi142.5. Üretilecek İskele Tasarımı152.6. 3 Boyutlu İskele Üretimi152.6.1. Kullanılan çözeltilerin karakterizasyonu 162.6.2. Doku iskeletlerinin morfolojik yapısının karakterizasyonu172.6.3. Doku iskeletlerinin mekanik özellikleri182.6.4. Biyolojik bozunum özellikleri192.6.5. Doku iskeletlerinin kimyasal yapısı202.6.6. Doku iskelelerinin hücre içi davranışları203. BULGULAR VE TARTIŞMA223.1. Sentezlenen Hidroksiapatit Yapısının Morfolojik Analizi223.2. Sentezlenen Hidroksiapatit Tozlarının Kimyasal Özellikleri233.3. Doku İskeletlerinin Geometrisi ve Morfolojik Özellikleri253.4. Doku İskeletlerinin Mekanik Yapısı273.5. İskelet Üretiminde Kullanılan Hidrojellerin Fiziksel Özellikleri283.6. Doku İskeletlerinin Şişme Testi303.7. Doku İskeletlerinin Kimyasal Özellikleri303.8. Hücre canlılığı analizi ve hücre-doku iskelesi etkileşimi324. SONUÇLAR34KAYNAKLAR35

PRODUCTION OF HYDROGEL BASED TISSUE SCAFFOLDS WİTH 3D BIOPRINTINGIn recent years the use of additive material technology in tissue engineering has been increasing. Among the different technology options, the three-dimensional printing method is becoming popular due to the ability to print porous scaffold patterns, chemical materials and interconnected porous structures. In this study, we investigated the optimum 3 dimensional printing parameters and characteristic features of synthesized hydroxyapatite added hard tissue scaffolds. For the study hydroxyapatite was produced with wet chemical precipitation from Calcium nitrate tetrahydrate and Potassium dihydrogenphosphate and calcinated different temperatures to obtain the optimum properties. In addition, Chitosan and Polyvinyl alcohol were prepared in the form of hydrogel for ideal 3D bioprinting and this hydrogel was printed by adding synthesized hydroxyapatite in varying ratios. The structure and morphology of scaffolds were performed by scanning electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) technique. According to the characterization and morphological analysis, optimum hydrogel composition were determined as 2,5% chitosan, 1% Polyvinyl alcohol and 10% synthesized hydroxyapatite. The results showed that hydroxyapatite added scaffolds produced in this study may be a promising approach for bone engineering applications.