Biyomühendislik Ana Bilim Dalı Tez Koleksiyonuhttps://hdl.handle.net/20.500.12573/4172024-03-29T02:07:19Z2024-03-29T02:07:19ZInfluence of 3D bioprinting parameters on printability and mechanical behavior of the PCL scaffoldsSaniye Aylin, Ceylanhttps://hdl.handle.net/20.500.12573/19062024-01-31T13:31:04Z2023-01-01T00:00:00ZInfluence of 3D bioprinting parameters on printability and mechanical behavior of the PCL scaffolds
Saniye Aylin, Ceylan
Polycaprolactone (PCL) is a synthetic polymer that exhibits desirable properties such as biodegradability, tolerable mechanical properties, and biocompatibility for a diverse range of tissue engineering applications. In this study, we analyzed the effects of polymer concentration (10%, 25%, 50% and 75% w/v), solvent effect (dichloromethane, chloroform and acetic acid), and device parameters (pressure, speed, nozzle-surface distance, nozzle gauge, infill density) on printed scaffolds fabricated through 3D Bioprinting. Scanning electron microscopy (SEM) and optical microscopy were used to assess printability, and uniaxial tensile testing was performed to evaluate mechanical behavior. The aim of this study was to investigate the effects of different printing speeds (5 mm/s, 10 mm/s, and 15 mm/s) on the mechanical properties of PCL_DCM and PCL_CF scaffolds. The scaffolds printed at the lowest speed exhibited the highest ultimate tensile strength (UTS) values. Scaffolds printed at 5 mm/s with the highest printing pressure (480 kPa) demonstrated a remarkably high Young's modulus of 39.69 MPa and a UTS value of 6.4 for PCL_DCM, as well as Young's modulus of 26.80 MPa and a UTS value of 6.3 MPa for PCL_CF. Additionally, we investigated the influence of polymer concentrations (50% and 75%) and infill densities (50%, 70%, and 90%). The results showed that increasing the infill density and using a lower concentration (50%) led to improvements in Young's modulus and UTS values for both PCL_DCM and PCL_CF scaffolds. These results highlight the importance of carefully controlling printing parameters to optimize the mechanical properties of the printed scaffolds.; Polikaprolakton (PCL), çeşitli doku mühendisliği uygulamaları için uygun özelliklere sahip, biyolojik olarak parçalanabilen sentetik bir polimerdir. Çalışmada polimer konsantrasyonu (%10, %25, %50 ve %75 w/v), çözücü etkisi (diklorometan, kloroform ve asetik asit) ve cihaz parametrelerinin (basınç, hız, nozul-yüzey mesafesi, nozul,dolgu yoğunluğu) etkisi basılabilirlik için tarama elektronu (SEM) ve optik mikroskopi ve mekanik davranış için tek eksenli çekme testi kullanılarak analiz edildi. Farklı baskı hızlarının (5, 10 ve 15 mm/sn) PCL_DCM ve PCL_CF yapı iskelelerinin mekanik özellikleri üzerindeki etkilerini araştırması amaçlamıştır. En düşük hızdaki iskeleleri, en yüksek nihai gerilme mukavemeti (UTS) değerlerini sergiledi. En yüksek baskı basıncıyla (480 kPa), 5 mm/s'de yazdırılan yapı iskeleleri PCL_DCM için 39,69 MPa'lık oldukça yüksek bir Young modülü ve 6,4'lük bir UTS değeri ve 26,80 MPa'lık bir Young modülü ve 6,3 MPa'lık bir UTS değeri gösterdi. Polimer konsantrasyonlarının (%50 ve %75) ve dolgu yoğunluklarının (%50, %70 ve %90) etkisini araştırmıştır. Dolgu yoğunluğunu artırmanın ve daha düşük konsantrasyonun (%50) hem PCL_DCM hem de PCL_CF yapı iskeleleri için Young modülü ve UTS değerlerinde iyileşmelere yol açtığını gösterdi. Bulgular, iskelelerin mekanik özelliklerini optimize etmek için baskı parametrelerini dikkatli bir şekilde kontrol etmenin önemini vurgulamaktadır.
2023-01-01T00:00:00ZPreparation and characterization of UV crosslinked alginate-based tannic acid-reinforced hydrogelsDemirci, Enes Hamdihttps://hdl.handle.net/20.500.12573/19052024-01-31T13:24:10Z2023-01-01T00:00:00ZPreparation and characterization of UV crosslinked alginate-based tannic acid-reinforced hydrogels
Demirci, Enes Hamdi
Alginate is a commonly used biopolymer in bioprinting applications. However, alginate-based bioinks have some mechanical limitations for printing purposes. Also, existing methacrylation methods are time consuming and have low methacrylation efficiencies. Based on these facts, we focused on enhancing mechanical strength of alginate within the scope of this thesis. To do this, we applied microwave irradiation during methacrylation process of alginate and compared the efficiencies between conventional and microwave irradiation. Here, we report a significantly faster and more effective method for the controlled synthesis of methacrylated alginate (Alg-MA) by microwave energy (250 W) with approximately 80% degree of methacrylation (DM) even with a very low amount of metyhacrylation agent (aminoethyl methacrylate (AEMA)). Rheological and mechanical analyses showed that Alg-MAs synthesized by microwave irradiation allowed the formation of more elastic and stronger hydrogels with very high stability than the ones synthesized by the conventional method. Additionally, we combined these hydrogels with tannic acid by a second cross-linking in order to improve their mechanical strength and tissue integration ability. Addition of TA provided hydrogels very good mechanical strength and also antibacterial characteristics towards gram-positive and gram-negative bacteria. As a conclusion, hydrogels with mechanically superior properties and antibacterial characteristics were obtained by MW-assisted methacrylation and physical cross-linking by TA.; Aljinat biyobaskı uygulamalarında yaygın bir şekilde kullanılan bir biyopolimerdir. Fakat, aljinat bazlı biyomürekkeplerin baskı amaçları için bazı mekanik sınırlamaları mevcuttur. Ayrıca, mevcut metakrilasyon yöntemlerinin zaman alması ve metakrilasyon derecesinin düşük olması gibi sınırlamaları bulunmaktadır. Buradan hareketle, tez çalışması kapsamında aljinatın mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi üzerine odaklanılmıştır. Bu amaçla, metakrilasyon işlemi mikrodalga enerjisi uygulanarak gerçekleştirilmiş ve geleneksel ile mikrodalga uygulamasının verimleri kıyaslanmıştır. Çalışmada, 250 W mikrodalga enerjisi uygulanarak, çok düşük metakrilatlama ajanı varlığında (AEMA) %80 metakrilatma derecesine sahip aljinat sentezi için hızlı ve etkin bir yöntem ortaya konmuştur. Reolojik ve mekanik analizlere göre, mikrodalga ile sentezlenen aljinatların geleneksel yöntemle sentezlenenlere göre daha elastik ve güçlü oldukları gözlenmiştir. Ayrıca, daha üstün mekanik özellikler ve doku entegrasyonu kabiliyetine sahip hidrojeller elde etmek amacıyla bunlar tannik asit ile etkileştirilmişler ve ikincil çapraz bağlanma ile mekanik gücün arttığı gözlenmiştir. Buna ek olarak, tannik asit etkisi ile hidrojellerin antimikrobiyal özellik kazandığı görülmüştür. Sonuç olarak, mikrodalga ve TA yardımıyla, üstün mekanik özelliklerde ve antimikrobiyal karakterde aljinat hidrojeller elde edilmiştir.
2023-01-01T00:00:00ZBBSome regulates ARL13B-dependent joint elongation of two distinct cilia in Caenorhabditis elegansTuran, Merve Gülhttps://hdl.handle.net/20.500.12573/19042024-01-31T13:09:26Z2023-01-01T00:00:00ZBBSome regulates ARL13B-dependent joint elongation of two distinct cilia in Caenorhabditis elegans
Turan, Merve Gül
Cilia or flagella are interchangeably used to refer to the hair-like organelles extending from the cell surface to communicate with environmental signals or triggers. Cilium, the singular form of cilia, and its components are well-conserved structures throughout evolution and are divided into motile and primary cilium. The primary cilia of different cells are seen to form joint cilia by extending in parallel. For instance, PHA and PHB primary cilia in C. elegans protrude from the ends of the dendrite but extend parallel to one another and intersect in the middle portion of the cilia, reaching the same length. Nevertheless, the molecular mechanisms underlying how parallel cilia get similar lengths remain mysterious. In this thesis, we used C. elagans as a model organism to examine the molecular mechanism associated with the cilia direction. We generated various single, double, and triple mutants to examine PHA and PHB cilia for phenotype and length. We found that a Joubert syndrome protein, ARL13B, is required for determining cilia direction in PHA & PHB cilia and ASE & ASI cilia.; Birbirlerinin yerlerine kullanılan silya ya da flagella, çevresel sinyallerle ve uyaranlarla iletişime giren ve hücre yüzeyinden dış ortama uzanan saç benzeri organellerdir. Tekli silya yapısını ifade eden silyum, and onun alt bileşenleri evrimsel olarak korunmuş yapılarıdır, ve iki gruba ayrılır: hareketli ve birincil. Farklı hücrelerden köken alan birincil silyalar, paralel olarak uzayarak bir noktada birleşir. Örneğin, C. elegans'ta bulunan PHA ve PHB silyalar dendritin uçlarından çıkıntı yaparak birbirlerine paralel olarak uzarlar ve orta kısımlarında kesişerek aynı uzunluğa gelirler. Ancak silyaların paralel uzayarak benzer uzunluğa gelmesinin altında yatan moleküler mekanizma bilinmemektedir. Bu tezde, silya yönü ile ilişkili moleküler mekanizmayı incelemek için model organizma olarak C. elegans'ı kullandık. PHA ve PHB silyalarını fenotip ve uzunluk açısından incelemek için çok sayıda tekli, ikili ve üçlü mutantlar oluşturduk. Bir Joubert sendromu proteini olan ARL13B'nin, PHA & PHB silya ve ASE & ASI silyalarında silya yönünün belirlenmesinde gerekli olduğunu bulduk.
2023-01-01T00:00:00ZDevelopment of breast cancer targeted, multifunctional cross-linked micelle nanocarriersBayram, Nazende Nurhttps://hdl.handle.net/20.500.12573/18762024-01-04T09:47:17Z2023-01-01T00:00:00ZDevelopment of breast cancer targeted, multifunctional cross-linked micelle nanocarriers
Bayram, Nazende Nur
In this thesis, we developed two different micelle-based nanocarriers, which are pH-responsive and core cross-linked micelle (CCMs), and specifically target HER2 receptor on breast cancer cells. Intracellularly degradable and stabilized micelles were prepared by core cross-linking and RAFT polymerization in the presence of an acid-sensitive cross-linker. Poly(OEGMA) and poly(SBMA) were used as shell parts of these micelles in order to compare the effect of hydrophilic coatings on nanocarrier characteristics. In the first design, we applied drug conjugation (Doxorubicin) with a cleavable linker while in the second design, we used the encapsulation method for drug loading. Targeted micelles were obtained by coupling of HER2-specific peptides (VSSTQDFP and LTVSPWY) and antibody (Herceptin) to POEGMA and poly (SBMA) based CCMs, respectively. These nanocarriers are designed to be stable in blood circulation but cleavable intracellulary to achieve controlled drug release. Nanocarriers were characterized structurally by FTIR and 1H-NMR spectroscopies for all synthesis and conjugation steps. Moreover, nanocarriers and drug-loaded formulations were investigated by Zetasizer, Nanosight, and TEM/SEM analysis. The results showed that designed nanocarriers have a very high potential for HER2-specific targeted drug release for the treatment of breast cancer. This thesis holds significant importance due to its successful demonstration of two distinct systems exhibiting high stability, pH sensitivity, and high selectivity for HER2-targeted therapy of breast cancer.; Bu tez çalışmasında, meme kanseri hücrelerinde HER2 reseptörünü hedefleyen, pH'a duyarlı ve çekirdeği çapraz bağlı (ÇÇM), misel bazlı iki farklı nanotaşıyıcı geliştirilmiştir. Stabilitesi arttırılmış, aynı zamanda hücre içinde parçalanabilir özellikte olan miseller, asite duyarlı bir çapraz bağlayıcı varlığında RAFT polimerizasyonu ile çekirdeği çapraz bağlanarak hazırlanmıştır. Hidrofilik kabuk kısmının nanotaşıyıcı özellikleri üzerindeki etkisini karşılaştırmak için, misellerin kabuk parçalarında poli(OEGMA) ve poli(SBMA) kullanılmıştır. İlk tasarımda ilaç (DOX) parçalanabilir bir bağlayıcı ile konjuge edilirken, ikinci tasarımda inkübasyon yoluyla yüklenmiştir. Hedeflenen miseller, HER2'ye özgü peptitlerin (VSSTQDFP ve LTVSPWY) ve antikorun (Herceptin) sırasıyla poli(OEGMA) ve poli(SBMA) bazlı ÇÇM'lere bağlanmasıyla elde edilmiştir. Bu nanotaşıyıcılar, kan dolaşımında kararlı, ancak kontrollü ilaç salımını sağlamak için hücre içinde parçalanabilir olacak şekilde tasarlanmıştır. Nanotaşıyıcılar, tüm sentez ve konjugasyon adımlarında yapısal olarak FTIR ve 1H-NMR ile karakterize edilmiştir. Ayrıca, nanotaşıyıcılar ve ilaç yüklü formülasyonlar, boy ve boy dağılımı ile morfolojik açıdan ışık saçılması ve TEM/SEM analizleri ile incelenmiştir. Sonuç olarak, tasarlanan nanotaşıyıcıların meme kanseri tedavisi için HER2'ye özgü ilaç salımı için oldukça yüksek potansiyele sahip olduğu görülmüştür. Bu tez çalışması, meme kanserinin HER2 hedefli tedavisi için yüksek stabilite, pH duyarlılığı ve yüksek seçicilik sergileyen iki farklı sistemin başarılı bir şekilde elde edilmiş olması nedeniyle büyük önem taşımaktadır.
2023-01-01T00:00:00Z