Title
Primena biomimičnih bioreaktora u dizajniranju i karakterizaciji novih biomaterijala za inženjerstvo tkiva
Creator
Zvicer, Jovana S., 1986-, 68792073
Copyright date
2020
Object Links
Select license
Bez licence - direktna primena zakona
License description
Ako ne izaberete neku od licenci, vaše zaštićeno delo može biti korišćeno samo u okviru opštih ograničenja autorskih prava. Na taj način ne dozvoljavate komercijalno ni nekomercijalno korišćenje, naročito reprodukciju, distribuciju, emitovanje, dostupnost i obradu dela. Izbor Creative Commons (CC) licence promoviše diseminaciju vašeg dela. Za više informacija: http://creativecommons.org.rs/licence
Language
Serbian
Cobiss-ID
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 02.09.2020.
Other responsibilities
mentor
Obradović, Bojana, 1966-, 12722535
član komisije
Janaćković, Đorđe, 1964-, 12659559
član komisije
Mišković-Stanković, Vesna, 1957-, 12484199
član komisije
Stojkovska, Jasmina, 1979-, 69015049
član komisije
Ignjatović, Nenad, 1967-, 13761127
Academic Expertise
Tehničko-tehnološke nauke
University
Univerzitet u Beogradu
Faculty
Tehnološko-metalurški fakultet
Alternative title
Application of the biomimetic bioreactors in design and characterization of novel biomaterials for tissue engineering
Publisher
[J. Zvicer]
Format
161 str.
description
TEHNOLOŠKO INŽENJERSTVO - HEMIJSKO INŽENJERSTVO / TECHNOLOGY AND ENGINEERING
- CHEMICAL ENGINEERING
Abstract (sr)
Cilj istraživanja u ovoj doktorskoj disertaciji je bila primena biomimičnih bioreaktora za
sveobuhvatnu i fiziološki relevantnu karakterizaciju novih bioaktivnih biomaterijala za potencijalnu
primenu u inženjerstvu tkiva, a time i razvoj novih metodologija za pouzdanu evaluaciju
biomaterijala. Ispitani su nanokompozitni hidrogelovi alginata sa nanočesticama srebra za
inženjerstvo tkiva artikularne hrskavice i hidrogelovi gelanske gume sa nanočesticama bioaktivnog
stakla za inženjerstvo tkiva kosti i osteohondralnog tkiva primenom dva biomimična bioreaktora:
protočnog i bioreaktora sa dinamičkom kompresijom. Poseban cilj ove disertacije je bio i razvoj
novog bioreaktora za inženjerstvo tkiva intervertebralnog diska.
Ispitivanja nanokompozitnih Ag/alginatih hidrogelova baziranih na dve vrste alginata
pokazala su da polazni sastav alginata utiče na veličinu i kinetiku otpuštanja nanočestica srebra i
mehaničke karakteristike hidrogelova u fiziološki relevantnim bioreaktorskim uslovima, na osnovu
kojih je određena njihova potencijalna primena. Kinetika otpuštanja srebra je uspešno modelovana
prenosom mase difuzijom i konvekcijom.
Makroporozni hidrogelovi na bazi gelanske gume i bioaktivnog stakla sa otvorenim porama
su dobijeni unapređenom procedurom, a u fiziološki relevantnim uslovima u protočnom bioreaktoru
došlo je do značajnog formiranja kalcijum fosfata i poboljšanja mehaničkih karakteristika.
Razvijena je i jednostavna metoda za dobijanje dvofaznih osteohondralnih implantata sa dobrom
integracijom između slojeva.
Rezultati dobijeni u ovoj doktorskoj disertaciji su potvrdili značaj i široki potencijal primene
biomimičnih bioreaktora i sprovedene metodologije u više naučnih oblasti, od razvoja novih
biomaterijala i inženjerstva tkiva do nanotoksikologije i biologije ćelija.
Abstract (en)
The aim of this doctoral dissertation was application of biomimetic bioreactors for
comprehensive and physiologically relevant characterization of novel, bioactive biomaterials
intended for tissue engineering (TE), and, consequently development of new methodologies for
reliable biomaterial evaluation, as well. The focus was on nanocomposite alginate hydrogels with
silver nanoparticles (AgNPs) for articular cartilage TE and gellan gum hydrogels with bioactive
glass nanoparticles (GG-BAG) for bone and osteochondral TE, while two biomimetic bioreactors
were applied: perfusion and a bioreactor with dynamic compression. The specific goal of this
dissertation was also development of a novel bioreactor for intervertebral disc TE.
Investigation of nanocomposite Ag/alginate hydrogels based on two alginate types has
shown that the initial alginate composition affects the size and release kinetics of AgNPs, as well as
hydrogel mechanical properties under physiologically relevant bioreactor conditions, which
indicated the potential use for each alginate hydrogel type. The silver release kinetics was
successfully modeled by mass transfer by diffusion and advection-diffusion.
Macroporous GG-BAG hydrogels with open pores were obtained by a novel procedure.
Physiologically relevant conditions in perfusion bioreactors enhanced calcium phosphate formation
and improved hydrogel mechanical properties. Also, a simple method was developed for obtaining
biphasic osteochondral implants with good integration between layers.
The obtained results indicate the significance and vast potentials of biomimetic bioreactors
and methodologies developed in this doctoral dissertation for applications in different scientific
fields from biomaterials science and TE to nanotoxicology and cell biology.
Authors Key words
biomimični bioreaktori, 3D modeli, fiziološki relevantna karakterizacija, in vitro – in
vivo jaz, nanočestice srebra, nanokompozitni hidrogelovi, kinetika otpuštanja srebra, citotoksičnost
u 2D i 3D sistemu, bioaktivno staklo, osteohondralni implantati
Authors Key words
biomimetic bioreactors, 3D models, physiologically relevant characterization, in vitro –
in vivo gap, silver nanoparticles, nanocomposite hydrogels, silver release kinetic, cytotoxicity in 2D
and 3D systems, bioactive glass, osteochondral implants
Classification
66.023:66.017(043.3)
Type
Tekst
Abstract (sr)
Cilj istraživanja u ovoj doktorskoj disertaciji je bila primena biomimičnih bioreaktora za
sveobuhvatnu i fiziološki relevantnu karakterizaciju novih bioaktivnih biomaterijala za potencijalnu
primenu u inženjerstvu tkiva, a time i razvoj novih metodologija za pouzdanu evaluaciju
biomaterijala. Ispitani su nanokompozitni hidrogelovi alginata sa nanočesticama srebra za
inženjerstvo tkiva artikularne hrskavice i hidrogelovi gelanske gume sa nanočesticama bioaktivnog
stakla za inženjerstvo tkiva kosti i osteohondralnog tkiva primenom dva biomimična bioreaktora:
protočnog i bioreaktora sa dinamičkom kompresijom. Poseban cilj ove disertacije je bio i razvoj
novog bioreaktora za inženjerstvo tkiva intervertebralnog diska.
Ispitivanja nanokompozitnih Ag/alginatih hidrogelova baziranih na dve vrste alginata
pokazala su da polazni sastav alginata utiče na veličinu i kinetiku otpuštanja nanočestica srebra i
mehaničke karakteristike hidrogelova u fiziološki relevantnim bioreaktorskim uslovima, na osnovu
kojih je određena njihova potencijalna primena. Kinetika otpuštanja srebra je uspešno modelovana
prenosom mase difuzijom i konvekcijom.
Makroporozni hidrogelovi na bazi gelanske gume i bioaktivnog stakla sa otvorenim porama
su dobijeni unapređenom procedurom, a u fiziološki relevantnim uslovima u protočnom bioreaktoru
došlo je do značajnog formiranja kalcijum fosfata i poboljšanja mehaničkih karakteristika.
Razvijena je i jednostavna metoda za dobijanje dvofaznih osteohondralnih implantata sa dobrom
integracijom između slojeva.
Rezultati dobijeni u ovoj doktorskoj disertaciji su potvrdili značaj i široki potencijal primene
biomimičnih bioreaktora i sprovedene metodologije u više naučnih oblasti, od razvoja novih
biomaterijala i inženjerstva tkiva do nanotoksikologije i biologije ćelija.
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.