ABSTRACTELECTROPSUN NANOFIBROUS SCAFFOLDS FOR TISSUEENGINEERINGNdreu, AlbanaM.S., Department of BiotechnologySupervisor : Prof. Dr. Vasıf HasırcıCo-Supervisor : Prof. Dr. Nesrin HasırcıDecember 2006, 83 pagesIn this study a microbial polyester, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV), and its blends were wet or electrospun intofibrous scaffolds for tissue engineering.Wet spun fiber diameters were in the low micrometer range (10-50 μm).The polymer concentration and the stirring rate affected the properties themost. The optimum concentration was determined as 15% (w/v).Electrospun fiber diameters, however, were thinner. Solution viscosity,potential, distance between the syringe tip and the collector, and polymertype affected the morphology and the thickness of beads formed on thefibers. Concentration was highly influential; as it increased from 5% to 15%(w/v) fiber diameter increased from 284 ± 133 nm to 2200 ± 716 nm.Increase in potential (from 20 to 50 kV) did not lead to the expecteddecrease in fiber diameter. The blends of PHBV8 with lactide-basedivpolymers (PLLA, P(L,DL-LA) and PLGA (50:50)) led to fibers with less beadsand more uniform thickness.In vitro studies using human osteosarcoma cells (SaOs-2) revealed that wetspun fibers were unsuitable because the cells did not spread on them whileall the electrospun scaffolds promoted cell growth and penetration. Thesurface porosities for PHBV10, PHBV15, PHBV-PLLA, PHBV-PLGA (50:50)and PHBV-P(L,DL)LA were 38.0±3.8, 40.1±8.5, 53.8±4.2, 50.0±4.2 and30.8±2.7%, respectively. Surface modification with oxygen plasmatreatment slightly improved the cell proliferation rates.Consequently, all scaffolds prepared by electrospinning revealed a significantpotential for use in bone tissue engineering applications; PHBV-PLLA blendappeared to yield the best results.Keywords: Tissue Engineering; Extracellular matrix (ECM); Biodegradable;Nanofibers; Wet spinning; Electrospinning.v.

ÖZDOKU MÜHENDİSLİĞİ AMAÇLI ELECTROSPİN EDİLMİŞNANOFİBRİL TAŞIYICILARNdreu, AlbanaYüksek Lisans, Biyoteknoloji ABDTez Yöneticisi : Prof. Dr. Vasıf HasırcıOrtak Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Nesrin HasırcıAralık 2006, 83 sayfaBu çalışmada, mikroorganizmalar tarafından üretilen bir polyester olanpoli(3-hidroksibutirat-ko-3-hidroksivalerat) (PHBV) ve bunun karışımları,doku mühendisliğinde kullanılmak üzere ?wet spinning? ve ?electrospinning?yöntemleriyle lifsi yapılı hücre taşıyıcısı oluşturulmasında kullanılmıştır.?Wet spinning? yöntemiyle oluşturulan lifsi yapıların çapları 10-50mikrometre arasında değişmektedir. Boyutu etkileyen en önemli etkenlerarasında polimer konsantrasyonu ve karıştırma hızı gelmektedir. En uygunkonsantrasyon %15 (w/v) olarak belirlenmiştir.?Electrospinning? yöntemiyle elde edilen polimerik ipliklerin ?wet spinning?yöntemiyle elde edilenlere göre daha ince olduğu gözlenmiştir. Liflerdeoluşabilen polimer boğumlarının biçimi ve kalınlığı çözeltinin akışkanlığı,kullanılan potansiyel, uzaklık ve polimer tipi gibi ögelerden etkilenmektedir.Liflerin çapları özellikle polimer konsantrasyonundan büyük ölçüdeetkilenmektedir. Konsantrasyonun %5 (w/v)'den %15 (w/v)'e yükseltilmesiviliflerin çapını 284 ± 133 nm'den 2200 ± 716 nm'ye yükseltmiştir. Uygulananpotansiyeldeki artış (20 kV'dan 50 kV'a) lif çapında beklenen azalmayıgöstermemiştir. PHBV8 ile laktid kökenli polimerlerin (PLLA, P(L,DL-LA) vePLGA (50:50)) karışımlarının kullanımı daha az boğumlu ve genel olarak tekdüze kalınlıklı liflerin oluşmasını sağlamıştır.İnsan osteosarkoma hücreleri (SaOs-2) kullanılarak gerçekleştirilen in vitroçalışmalar ?wet spinning? tekniğiyle oluşturulan liflerin hücrelerin yayılmasıaçısından uygun olmadığını, ?electrospinning? yöntemiyle yapılan taşıyıcılarınise hücrelerin büyümesi ve taşıyıcı içinde yayılması bakımından uygunolduğunu göstermiştir. PHBV10, PHBV15, PHBV-PLLA, PHBV-PLGA (50:50)ve PHBV-P(L,DL)LA ile elde edilen yapıların yüzey gözenekliliği sırasıyla %38.0 ± 3.8, % 40.1 ± 8.5, % 53.8 ± 4.2, % 50.0 ± 4.2 ve % 30.8 ± 2.7olarak saptanmıştır. Oksijen plazma tekniğiyle yapılan yüzey değişikliklerininhücre çoğalma hızını çok az arttırmıştır.Sonuç olarak, electrospinning? yöntemiyle elde edilen bütün hücretaşıyıcılarının kemik doku mühendisliğinde kullanılma potansiyeline sahipolduğu gösterilmiş ve PHBV-PLLA polimer karışımları kullanılarak hazırlanantaşıyıcıların en iyi sonucu verdiği belirlenmiştir.Anahtar kelimeler: Doku Mühendisliği; Hücre Dışı Matriks (ECM);Biyobozunur; Nanolifler; Wet spinning; Electrospinning.vii.