KARIŞTIRMALI TANKLARDA PİCKERİNG EMÜLSİYONLARININ KATASTROFİK FAZ EVRİLMESİ

Pickering emülsiyonları yüzey aktif madde olarak hidrofilik veya hidrofobik partiküllerin kullanılması ile stabilize edilen emülsiyonlardır. Bu emülsiyonlar kimyasal yüzey aktif madde ile stabilize edilen emülsiyonlara göre çok daha avantajlıdırlar. Örneğin doğaya zararlı kimyasal madde kullanılmadığı için daha çevre dostu emülsiyonlardır. Aynı zamanda ilaç ve kozmetik gibi insan vücudu ile uyum isteyen uygulamalarda biyomalzemeler kullanılarak tahrişe yol açmayan ürünler elde edilmesini sağlarlar. Ayrıca partiküller yüzeye ayrılmamacasına adsorplandığı için bu emülsiyonlar kimyasal yüzey aktif madde ile stabilize edilen emülsiyonlara göre çok daha uzun süre stabil olarak kalabilirler. Pickering emülsiyonları bu kadar avantajlı olmalarına ve çok uzun zaman önce keşfedilmelerine ragmen bu emülsiyonlar üzerindeki araştırmalar ancak yakın zamanda yoğunlaşmıştır. Pickering emülsiyonları henüz üretilmemektedirler. Yapılan araştırmalar üretimde uygulanabilecek geometrilerde yapılmamakta, bu sebeple üretim için gerekli parametreler bilinmemektedir. Bu araştırma projesi emülsiyonların özellikle ilaç üretimi veya endüstrideki taşınım olayları gibi uygulamalarında ihtiyaç duyulan faz evrilmesi üzerine yoğunlaşmıştır. Amaç, Pickering emülsiyonlarının faz evrilme noktasının karıştırmalı tanklarda partikül çapı, partikül konsantrasyonu ve akış hidrodinamiğine göre değişimlerini incelemek ve böylece üretime geçilmesi durumunda tasarım parametrelerini belirlemektir

Biyoaktif peptit nanofiberlerin kemik rejenerasyonu için kullanılması

Cataloged from PDF version of article.Thesis (Ph.D.): Bilkent University, Department of Materials Science and Nanotechnology, İhsan Doğramacı Bilkent University, 2017.Includes bibliographical references (leaves 151-165).Replacement and repair of bone tissue that is lost due to fractures, tumor resection, degenerative diseases and infections still remain major clinical challenges. Autografting, allografting and xenografting are the current strategies for the treatment of bone defects. However, these strategies cause problems such as immunological response and disease transmission in clinical applications. To overcome these limitations, regeneration of new bone can be induced by the use of synthetic bioactive materials. One of the most promising strategies is to develop synthetic scaffolds mimicking the functional components of the extracellular matrix (ECM). Biomineralization is mineralization carried out by living organisms. Glycosaminoglycans have crucial roles in biomineralization and enhance the functions of growth factors involved in biomineralization. Success in bone regeneration studies requires a thorough understanding of the necessary conditions for triggering biomineralization during the bone tissue formation process. In this study, the effect of bioactive and biocompatible peptide nanofibers on osteogenic differentiation, biomineralization and bone tissue regeneration are investigated under in vitro and in vivo conditions. In the first chapter, bone tissue composition, the clinical need for bone regeneration and general principles in bone tissue engineering are discussed. Bone tissue regeneration strategies are also highlighted in this part, with emphasis on peptide amphiphiles and self-assembly behavior. In the second chapter, a fully synthetic, extracellular matrix-mimetic peptide nanofiber system is described for enhancing the biomineralization and regeneration of bone tissue. This nanostructural environment forms artificial intracellular networks and supports biomineralization by providing cell-material and protein-material interactions. In the third chapter, effect of osteoinductive peptide nanofibers on osteogenic differentiation of rat mesenchymal stem cells (MSCs) were investigated. In the fourth chapter, the natural biomineralization process in bone tissue was mimicked on peptide nanofibers and the effect of this system on the osteogenic differentiation of osteoblast-like cells was investigated. In the fifth chapter, a dentin-mimetic peptide amphiphile (SpDSp-PA) molecule that is capable of emulating the structure and function of dentin phosphoprotein was designed and its capacity to support the deposition of hydroxyapatite and survival and biomineralization of osteoblast-like cells was evaluated.by Gülistan Tansık.Ph. D

Anti-kanser ilaç taşınmasına yönelik poli(dl-laktik-ko-glikolik asit) kaplı manyetik nanoparçacıkların sentezlenmesi.

One of the main problems of current cancer chemotherapy is the lack of selectivity of anti-cancer drugs to tumor cells which leads to systemic toxicity and adverse side effects. In order to overcome these limitations, researches on controlled drug delivery systems have gained much attention. Nanoscale based drug delivery systems provide tumor targeting. Among many types of nanocarriers, superparamagnetic nanoparticles with their biocompatible polymer coatings can be targeted to an intented site by an external magnetic field. Thus, the drug can be carried to the targeted site safely. The aim of this study is to prepare poly(dl-lactic-co-glycolic acid) (PLGA) coated magnetic nanoparticles and load anti-cancer drug, doxorubicin to them. For this purpose, magnetite (Fe3O4) iron oxide nanoparticles were synthesized as a magnetic core material (MNP) and then coated with oleic acid. Oleic acid coated MNP (OA-MNP) was encapsulated into PLGA. Effects of different OA-MNP/PLGA ratios on magnetite entrapment efficiency were investigated. Doxorubicin loaded magnetic polymeric nanoparticles (DOX-PLGA-MNP) were prepared. After the characterization of prepared nanoparticles, their cytotoxic effects on MCF-7 cell line were studied. PLGA coated magnetic nanoparticles (PLGA-MNP) had a proper size and superparamagnetic character. The highest magnetite entrapment efficiency of PLGA-MNP was estimated as 63 % at 1:8 ratio. Cytotoxicity studies of PLGA-MNP did not indicate any notable cell death between the concentration ranges of 2 and 250 μg ml-1. It was observed that DOX-PLGA-MNP showed significant cytotoxicity on MCF-7 cells compared to PLGA-MNP. The results showed that prepared nanoparticles have desired size and superparamagnetic characteristics without serious toxic effects on cells. These nanoparticles may be suitable for targeted drug delivery applications. The findings obtained from drug studies may contribute to further work.M.S. - Master of Scienc

“Poli(Metil Vinil Eter-ard-Maleik Anhidrit) ve Poli(Etilen-ard-Maleik Anhidrit) Kopolimerlerinin Çözelti Dinamiği ve Termodinamiği

In this study, both theoretical approach and experimental studies have been used to determine chemical affinity profiles of Poly(methyl vinyl ether-ard-maleic anhydride) (Mw = 216,000 g/mol) and Poly(ethylene-ard-maleic anhydride) (Mw = 100,000-500,000 g/mol) in different solvents and to examine solvent dynamic and thermodynamic. In the repeated units of these two selected copolymers, while the maleic anhydride unit was stable, one of the repeated units was selected as methyl vinyl ether and the other was selected as ethylene. As it may be noticed, the repeated unit difference in the copolymers varies only with a methoxy group. In this thesis, it is extensively examined that this group can be different in both theoretical and experimental terms. In the theoretical phase of thesis, HSPiP program was used to calculate the thermodynamic quantities. By using this program, Chemical Affinity Profiles were calculated with many solvents for both copolymers and these values were followed on 2D and 3D diagrams. In the experiental phase; from large amount of solvents DMSO, MEK and EtAc was chosen for PMVEMA while DMSO, DMA and acetone chosen for PEMA by calculating the solubility parameter differences (l∆δTΙ, ∆δT, RED) for copolymer-solvent systems. Spectroscopic (FTIR) and Thermal (DSC) studies were carried out by using solid samples obtained by drying/casting the solutions of copolymers experimentally in the specified solvents. Solution Behaviors of copolymers were carried out by using Light Scattering (Static Light Scattering), Viscosimetric and Rheometric methods. FTIR studies showed significant shifts due to solvent, especially at carbonyl peaks, and these shift values were observed to be numerically larger for ‘good solvents’. In DSC, the Glass Transition Temperature (Tg) behaviors were found to be compatible with the Chemical Affinity Profiles calculated between polymer and solvent. In the Static Light Scattering method, which is used to observe the behavior of the solutions, Radius of Gyration (Rg) and Second Virial Coefficient (A2) values were calculated for different copolymer-solvent systems. As a result, it was observed that these values are in accordance with the estimations made by calculation. Lastly, viscosity and rheology study results showing the copolymer-solvent RED reconciliation were obtained. The common result observed in all solution behaviors; Hydrodynamic volumes ([η]), Radius of Gyration and and polymer-solvent interactions (A2) were greater in ‘good solvents’ while in bad solvents these values are smaller2210-C Yurt İçi Öncelikli Alanlar Yüksek Lisans Burs ProgramıBu çalışmada, Poli(metil vinil eter-ard-maleik anhidrit) (Mw=216.000 g/mol) ve Poli(etilen-ard-maleik anhidrit) (Mw=100.000-500.000 g/mol) kopolimerlerinin, değişik çözücüler ile kimyasal ilgi profillerini belirlemek ve çözelti dinamiği ile termodinamiğini incelemek amacıyla hem teorik yaklaşım hem de deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Seçilen bu iki kopolimerlerin tekrarlanan birimlerinde maleik anhidrit birimi sabit iken, tekrarlanan diğer birimlerden biri metil vinil eter ve diğeri ise etilen olarak seçilmiştir. Fark edilebileceği gibi, kopolimerlerde tekrarlanan birim farklılığı sadece bir metoksi grubu ile değişim göstermektedir. Bu grubun hem teorik anlamda hem de deneysel anlamda farklılık getirebileceği bu tez kapsamında, kapsamlı incelenmiştir. Teorik anlamda termodinamik büyüklüklerin hesaplanması için HSPiP programı kullanılmıştır. Bu programa göre her iki kopolimer için de çok sayıda çözücü için Kimyasal İlgi Profilleri hesaplanmış ve bu değerler 2D ve 3D diyagramlar üzerinden takip edilmiştir. Sonrasında, çözünürlük parametre farklarının da (l∆δTΙ, ∆δT, RED) hesaplaması yapılarak çok sayıda çözücü arasından PMVEMA için DMSO, MEK ve Etil Asetat; PEMA için ise DMSO, DMA ve Aseton seçilerek deneysel çalışma adımları gerçekleştirilmiştir. Deneysel olarak kopolimerlerin belirlenen çözücüler içinde çözeltileri hazırlanıp daha sonra kurutularak elde edilen katı örnekler kullanılarak Spektroskopik (FTIR) ve Termal (DSC) çalışmalar gerçekleştirilirken; kopolimerlerin Çözelti Davranışları ise Işık Saçılması (Statik Işık Saçılması), Viskozimetrik ve Reometrik yöntemler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. FTIR çalışmalarında, özellikle karbonil piklerinde çözücüye bağlı olarak anlamlı kaymalar görülmüş, bu kayma değerlerinin ‘iyi çözücüler’ için sayısal olarak daha büyük olduğu gözlemlenmiştir. DSC’de ise camsı geçiş sıcaklığı,Tg davranışlarının polimer-çözücü arasında hesaplanan Kimyasal İlgi Profillerine uyum sağladığı görülmüştür. Çözelti davranışlarını gözlemlemek üzere kullanılan Statik Işık Saçılması yönteminde, kopolimerlerin farklı çözücüler ile hazırlanan çözeltilerinin başlıca Jirasyon yarıçapı,Rg ve İkinci Virial Katsayı,A2 değerleri hesaplanmış ve sonucunda kopolimer-çözücü arasındaki etkileşimlerinin Kimyasal İlgisini profillerine uygun davranışlar gösterdiği gözlemlenmiştir. Hemen ardından gerçekleştirilen Viskozite ve Reoloji çalışmalarıyla kopolimer-çözücü RED uzlaşmasını gösteren sonuçlar elde edilmiştir. Tüm çözelti davranışlarında görülen ortak sonuç; ‘iyi çözücülerde’ hidrodinamik hacimlerini ([η]), jirasyon yarıçapı ve polimer-çözücü etkileşimlerinin (A2) büyük olduğu; kısmen ‘kötü çözücülerde’ ise bu değerlerin daha küçük sayısal değerlerde olduğu gözlemlenmiştir

Pickering Emülsiyonlarının Üretimi İçin Karıştırmalı Tank Tasarımı

Bu proje kapsamında gerçekleştirilen çalışmanın amacı Pickering emülsiyonlarının üretimi için en uygun tank ve karıştırıcı geometrisinin belirlenmesi ve hidrodinamiğin emülsiyon kararlılığı üzerine etkilerinin incelenmesidir. Hidrofilik özellikte küresel cam tozu kullanılarak su içerisinde yağ Pickering emülsiyonu üretilmiştir. Silikon yağı dağılan faz olarak, saf su ise ana faz olarak seçilmiştir. Pickering emülsiyonlarının üretimi engelli ve engelsiz tanklarda yapılmıştır. Engelli tanklarda şaft her zaman merkezde, engelsiz tanklarda ise şaft üç ayrı konumda olacak şekilde karıştırma yapılmıştır. İki ayrı karıştırıcı tipi kullanılmıştır: Rushton türbini (RT) ve aşağı yönlü akış sağlayan eğimli bıçaklı karıştırıcı ucu (PBTD-pitched blade turbine). Bu iki karıştırıcı türü iki farklı boyutta kullanılmıştır: T/2 ve T/3 (T tank iç çapını ifade etmektedir). Sabit enerji dağılımı (P/?V), Reynolds sayısı, karıştırıcı ucu hızı (?ND) ve Weber sayısı gibi hidrodinamik parametreler değiştirilerek farklı hidrodinamik koşullar oluşturulmuştur. Bu farklı hidrodinamik koşulların Pickering emülsiyonu üretimi üzerindeki etkileri damlacık çapı analizi ile belirlenmiştir. Analiz için Malvern Mastersizer 3000 cihazı kullanılmıştır. Bu analiz sonuçlarına göre, engelli tanklarda üretilen Pickering emülsiyonu için RT T/2 karıştırıcı ucunun en küçük damlacıkları ürettiği gözlemlenmiştir. Engelsiz tanklarda üretilen Pickering emülsiyonu için ise RT T/3 karıştırıcı ucu tipi ile şaftın merkezden 2 cm uzakta olduğu durumda en iyi sonuç elde edilmiştir.The aim of this project was to determine the optimum tank and impeller geometry for the production of Pickering emulsions and to investigate the effect of hydrodynamics on emulsion stability. Oil-in-water type Pickering emulsion was produced using hydrophilic solid glass beads. Silicone oil was chosen as the dispersed phase and distilled water was chosen as the continuous phase. Production of Pickering emulsions was done in baffled and unbaffled tanks. In baffled tanks the shaft was positioned at the center of the tank, but in unbaffled tanks shaft was positioned at three different positions. Two different types of impeller were used: Rushton turbine (RT) and down pumping pitched blade turbine (PBTD). These two impellers were used in two different sizes: T/2 and T/3 (where T is the inner tank diameter). Different hydrodynamic conditions were generated by changing the hydrodynamic parameters such as power per mass (P/ρV), Reynolds number, impeller tip speed (πND) and Weber number. The effect of these different hydrodynamic conditions on the Pickering emulsion production was determined by droplet size analysis. The Malvern Mastersizer 3000 equipment was used for measurements. According to results of these analyses, it was observed that the RT T/2 impeller produced the smallest droplets in baffled tanks. In unbaffled tanks, the best results were obtained when the shaft was 2 cm away from the center with the RT T/3 impeller