Tez No	İndirme	Tez Künye	Durumu
313504		Biomimetic self-assembled peptide nanofibers for bone regeneration / Kemik doku rejenerasyonu için kendiliğinden toplanan biyomimetik peptit nanofiberler Yazar:SAMET KOCABEY Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZGÜR GÜLER ; YRD. DOÇ. DR. AYŞE BEGÜM TEKİNAY Yer Bilgisi: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı Konu:Biyomühendislik = Bioengineering Dizin:	Onaylandı Yüksek Lisans İngilizce 2012 114 s.
Kendiliğinden toplanan peptit nanofiberler; çok yönlü, biyofonksiyonel ve hücrelerarası iskeleyi taklit edebilen yapılarından dolayı rejeneratif tıp alanında sıklıkla kullanılmaktadır. Bu yapılar sayesinde kemik doku rejenerasyonu uygulamalarında kullanılmak üzere osteokondüktif ve osteoindüktif peptit nanofiberler elde edilebilmektedir. Bu tezde, hücrelerarası iskeleyi taklit eden peptit nanofiberlerden oluşan iki boyutlu jellerin kullanılması ve titanyum implentlerin fonksiyonelleştirilmesi gibi iki farklı yaklaşım kullanılarak kemik doku rejenerasyonu ve mineralizasyonu amaçlanmıştır. İlk olarak, hücrelerarası iskeleyi taklit eden peptit nanofiberlerin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu sebeple, kemik hücrelerarası iskelesi yapısında bulunan glikozaminoglikanların kimyasal yapıları kullanılarak glikozaminoglikanları taklit edebilen peptit nanofiberler tasarlanmıştır. Glikozaminoglikan mimetik peptit nanofiberler, osteojenik aktivitede çok önemli rolü olan BMP-2 büyüme faktörüyle etkileşim göstermiştir. Bu peptit nanofiberlerin glikozaminoglikanları taklit eden yapısı ve BMP-2 ile olan etkileşiminin, osteoblast hücrelerinin osteojenik aktivitesini ve mineralizasyonunu arttırdığı gözlemlenmiştir. ALP aktivitesi, Alizarin Red boyaması ve EDAX spektroskopisi sonuçları, peptit nanofiberlerin osteojenik hücrelerin mineralizasyonunu önemli ölçüde tetiklediğini göstermiştir.Ayrıca, titanyum biyomedikal implentlerde meydana gelen kemik doku entegrasyon problemlerini önlemek için, midyelerin yapışma mekanizmasından faydalanarak, hibrit osteokondüktif peptit nanofiber sistemi geliştirilmiştir. Bu sebeple, Dopa molekülü konjuge edilmiş peptit amfifiller, osteojenik aktivite sağlayan biyolojik peptit sekansı içeren peptit amfifillerle beraber kullanılarak titanyum yüzeyleri biyofonksiyonel hale getirilmiştir. Dopa yoluyla yüzeye immobilize olan osteojenik peptit nanofiberler, implent ile osteoblast hücreleri arasında osteokondüktif bir ara yüzey oluşturmuştur ve bu yüzeyler kaplanmamış yüzeye kıyasla yumuşak doku oluşumuna sebebiyet veren fibroblastların bağlanma ve yaşamalarını inhibe etmiştir. Özet olarak, osteojenik hücrelerin osteojenik aktivite ve mineralizasyonunu tetikleyen osteoindüktif ve osteokondüktif peptit nanofiberler geliştirilmiştir. Geliştirilen biyoaktif peptit nanofiberler kemik doku mühendisliğinin klinik uygulamalarında kullanılmasında ümit vadetmektedir.
Self-assembled peptide nanofibers are exploited in regenerative medicine applications due to their versatile, biofunctional and extracellular-matrix-resembling structures. These properties provide peptide nanofibers with osteoinductive and osteoconductive behaviors for bone regeneration applications through several approaches. In this thesis, two different approaches were discussed, which were developed to induce bone regeneration and mineralization including extracellular matrix mimicking peptide nanofibers based 2-D gel formation and surface functionalization of titanium implants. For this purpose, we designed glycosaminoglycan-mimetic peptide nanofibers inspired by chemical structure of glycosaminoglycans present in the bone extracellular matrix. We demonstrated that glycosaminoglycan-mimetic peptide nanofibers interact with BMP-2, a critical growth factor for osteogenic activity. Glycosaminoglycan-mimicking ability of the peptide nanofibers and their interaction with BMP-2 promoted osteogenic activity of and mineralization by osteoblastic cells. ALP activity, Alizarin Red Staining and EDAX spectroscopy indicated efficacy of the peptide nanofibers for inducing mineralization.We also developed a hybrid osteoconductive system for titanium biomedical implants inspired by mussel adhesion mechanism in order to overcome bone tissue integration problems. For this purpose, Dopa conjugated peptide nanofiber coating was used along with bioactive peptide sequences for osteogenic activity to enhance osseointegration of titanium surface. Dopa-mediated immobilization of osteogenic peptide nanofibers on titanium surfaces created an osteoconductive interface between osteoblast-like cells and inhibited adhesion and viability of soft tissue forming fibroblasts compared to the uncoated titanium substrate.In summary, osteoinductive and osteoconductive self-assembled peptide nanofibers were developed to promote osteogenic activity and mineralization of osteogenic cells. These bioactive nanofibers provide a potent platform in clinical applications of bone tissue engineering.