Please use this identifier to cite or link to this item: http://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/10757
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorYumi Zuhanis Has-Yun Hashim, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorMaizirwan Mel, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorHamzah Mohd. Salleh, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorIis Sopyan, Ph.Den_US
dc.contributor.authorNurhusna Samsudinen_US
dc.date.accessioned2021-12-30T03:10:14Z-
dc.date.available2021-12-30T03:10:14Z-
dc.date.issued2018-
dc.identifier.urihttp://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/10757-
dc.description.abstractGrowing cells on microcarriers may have overcome the limitation of conventional cell culture system. However, the main challenge remains at ensuring the surface biocompatibility with cells. Polycaprolactone (PCL), a biodegradable polymer, has received considerable attention because of its good mechanical properties and degradation kinetics that suit various applications, but its non-polar hydrocarbon moiety renders it sub-optimal for cell attachment. In this present study, the effects of the preparation conditions on the size and morphology of the microspheres were investigated. The result showed that high stirring speed (300 rpm), the emulsion is easily dispersed therefore producing smaller droplets. The size of microspheres was independent of surfactant at low concentrations (0.05-0.01%) as the surfactant is not sufficient to stabilize the droplet formation. However, the size of microspheres decreased from 384.5 µm to 190.8 µm as the surfactant concentration is increased. The microspheres size was not only affected by those two parameters, but also by the amount of PCL in dichloromethane. At high ratio (1:10) of the polymer matrix to the organic solvent, small microspheres size (94.6 µm) was observed and as the ratio decrease (1:30), the microspheres size increase (293.3 µm). Convincingly, the size of microspheres can be controlled by manipulating the parameter’s variables by mean of solvent emulsion method. In order to promote cell attachment and proliferation on PCL microcarrier, the surface of microcarriers were modified using an ultraviolet/ozone (UV/O3) treatment system to introduce functional groups (COOH). Subsequently, the modified microcarriers surface were coated with gelatin using zero length cross-linker reagents. Two stages of optimisation were conducted in order to optimise COOH concentration and amount of gelatin immobilised on the microcarrier surface. One-factor-at-a-time (OFAT) method and face centred central composite design (FCCCD) were employed in the optimisation process. Optimum oxygen containing functional group (1495.9 nmol/g) was introduced via ultraviolet irradiation and ozone aeration (UV/O3) system to allow covalent immobilisation of gelatin on the PCL microcarrier surface using zero-length cross linker reagent 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride and N-hydroxysuccinimide (EDAC/NHS). Meanwhile, the optimum amount of gelatin immobilised (1797.3 µg/g) on the microcarrier surface was obtained by statistically optimised variables in protein immobilisation namely the carboxyl group to EDAC molar ratio (COOH:EDAC), NHS concentration, and gelatin concentration. The immobilisation of gelatin was confirmed using the attenuated total reflectance-Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) where the presence of peak at wave number 1654 cm-1 and 1544 cm-1 are attributed to amide I and amide II, respectively ensure the successful immobilization of gelatin. Meanwhile, the decreased water contact angle (86.93o for untreated PCL to 49.34o for post-gelatin immobilisation) confirmed the enhancement of hydrophilicity of the surface. Cytocompatibility of the develop PCL microcarrier was tested with few cell lines namely human keratinocytes cells (HaCaT), rat amniotic fluid stem cell (AFSC) and human skin fibroblast cell (HSFC) that represent immortalised cells, stem cells and primary cells respectively. All types of cells were cultured on gelatin coated PCL microarrier, UV/O3 PCL microcarrier and untreated PCL microcarrier (as control). All cells show favourable biocompatibility towards gelatin coated microcarrier surface except for HaCaT cell that achieved high cell density towards both gelatin coated PCL and UV/O¬3 treated PCL. The pluripotency of AFSC after cultured on microcarrier were confirmed by spontaneous differentiation of AFSC to form embryiod bodies post-trypsinization from microcarrier culture. Meanwhile, the ability of HSFC to migrate from microcarrier to culture flask demonstrate the usability of the biodegradable microcarrier in tissue applications and may benefit skin wound healing. As a conclusion, this study has successfully develop two functional microcarriers which are i) UV/O3 microarrier (charge microarrier) that are meant for immortalized and continuous cell lines and ii) gelatin coated microcarrier for low plating efficiency cells that require supplementary growth factor to attach and proliferate in-vitro. To this end, this study provides a novel model system for the in vitro study of cell proliferation ability on microcarrier that may benefit skin wound healing and provide insights into the potential mechanisms of application of stem cell transplantation in therapeutic setting.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2018en_US
dc.titleDevelopment of polycaprolactone microcarrier with surface treatment using ultraviolet/ozone systemen_US
dc.typeDoctoral Thesisen_US
dc.description.identityt11100431077NurhusnaBintiSamsudinen_US
dc.description.identifierThesis : Development of polycaprolactone microcarrier with surface treatment using ultraviolet/ozone system /by Nurhusna binti Samsudinen_US
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineeringen_US
dc.description.programmeDoctor of Philosophy in Engineeringen_US
dc.description.abstractarabicتزايد الخلايا على ناقل دقيق قد تغلب على الحد من خلية نظام الثقافة التقليدية. ومع ذلك، يبقى التحدي الرئيسي في ضمان توافق مع الحياة السطح مع الخلايا. تلقت Polycaprolactone (PCL)، بوليمر قابلة للتحلل، اهتماما كبيرا لما له من خصائص ميكانيكية جيدة وحركية تدهور التي تتناسب مع مختلف التطبيقات، ولكن شاردة في الهيدروكربونات غير القطبية يجعلها دون المستوى الأمثل لمرفق الخلية. في هذه الدراسة، تم التحقيق في الآثار المترتبة على ظروف التحضير على حجم ومورفولوجية المجهرية. وأظهرت النتيجة أن سرعة التحريك عالية (300 دورة في الدقيقة)، ومستحلب وبسهولة فرقت بالتالي إنتاج قطرات صغيرة. وكان حجم المجهرية مستقلة بالسطح في تركيزات منخفضة (0،05-0،01٪) كما السطحي ليست كافية لتحقيق الاستقرار في تشكيل الحبرية. ومع ذلك، فإن حجم المجهرية انخفضت من 384.5 ميكرون إلى 190.8 ميكرون كما يتم زيادة تركيز بالسطح. وكان حجم المجهرية لا تتأثر فقط من قبل أولئك المعلمتين، ولكن أيضا من خلال حجم PCL في ثنائي كلورو ميثان. في نسبة عالية (1:10) من البوليمر إلى المذيبات العضوية، لوحظ المجهرية صغيرة الحجم (94.6 ميكرون)، ومثل انخفاض نسبة (01:30)، والمجهرية زيادة حجم (293.3 ميكرون). مقنع، وحجم المجهرية يمكن السيطرة عليها عن طريق التلاعب المتغيرات المعلمة من قبل يعني من طريقة مستحلب المذيبات. من أجل تعزيز مرفق الخلية والانتشار على ناقل دقيق PCL، تم تعديل سطح ناقل دقيق باستخدام الأشعة فوق البنفسجية / الأوزون (الأشعة فوق البنفسجية / O3) نظام العلاج على إدخال مجموعات وظيفية (COOH). وفي وقت لاحق، وقد تم طلاء السطح ناقل دقيق مع تعديل الجيلاتين باستخدام طول صفري الكواشف عبر رابط. أجريت مرحلتين الأمثل من أجل تحسين تركيز COOH وكمية الجيلاتين ثبتوا على سطح ناقل دقيق. تم توظيف عامل واحد في واحد في وقت (OFAT) طريقة وجها تركزت تصميم مركب المركزي (FCCCD) في عملية التحسين. تم إدخال الأوكسجين الأمثل تحتوي على مجموعة وظيفية (1495.9 نانومول / ز) عن طريق أشعة فوق البنفسجية والأوزون تهوية (الأشعة فوق البنفسجية / O3) النظام للسماح الشل التساهمية من الجيلاتين على السطح ناقل دقيق PCL باستخدام ذات طول صفري عبر رابط الكاشف 1-إيثيل-3- ( 3-dimethylaminopropyl) carbodiimide هيدروكلوريد وN-hydroxysuccinimide (EDAC / NHS). وفي الوقت نفسه، تم الحصول على مبلغ الأمثل للالجيلاتين يجمد (1797.3 ميكروغرام / غرام) على سطح ناقل دقيق وفقا لمتغيرات الأمثل إحصائيا في البروتين الشل وهي مجموعة الكربوكسيل إلى EDAC نسبة المولي (COOH: EDAC)، وتركيز الخدمات الصحية الوطنية، والتركيز الجيلاتين. وأكد الشل من الجيلاتين باستخدام مخفف مجموع الانعكاس-تحويل فورييه الطيفي بالأشعة تحت الحمراء (ATR-FTIR) حيث وجود ذروة في عدد موجة تنسب 1654 سم-1 و 1544 سم 1 إلى أميد الأول وأميد الثاني على التوالي ضمان تجميد ناجحة من الجيلاتين. وفي الوقت نفسه، أكدت زاوية الاتصال المياه انخفض (86.93o لغير المعالجة PCL ل49.34o عن الشل بعد الجيلاتين) تعزيز hydrophilicity من السطح. تم اختبار Cytocompatibility لتطوير PCL ناقل دقيق مع قليل من خطوط الخلايا الخلايا الكيراتينية وهي الإنسان (HaCaT)، الفئران الأمنيوسي الخلايا الجذعية السائل (AFSC) والجلد البشري الليفية الخلية (HSFC) التي تمثل الخلايا خلد، الخلايا الجذعية والخلايا الأولية على التوالي. وكانت جميع أنواع الخلايا المستزرعة على الجيلاتين المغلفة PCL microarrier، الأشعة فوق البنفسجية / O3 PCL ناقل دقيق وناقل دقيق PCL غير المعالجة (مثل السيطرة). تظهر جميع الخلايا توافق مع الحياة مواتية نحو الجيلاتين المغلفة سطح ناقل دقيق باستثناء خلية HaCaT التي حققت كثافة الخلايا عالية تجاه كل من الجيلاتين المغلفة PCL والأشعة فوق البنفسجية / O¬3 تعامل PCL. وأكد تعدد القدرات من AFSC بعد تربيتها على ناقل دقيق من قبل التمايز عفوية من AFSC لتشكيل embryiod الهيئات مرحلة ما بعد trypsinization من ثقافة ناقل دقيق. وفي الوقت نفسه، فإن قدرة HSFC ترحيل من ناقل دقيق لقارورة الثقافة تثبت قابليتها للاستخدام ناقل دقيق للتحلل في تطبيقات الأنسجة وقد تستفيد البشرة التئام الجروح. وختاما، فإن هذه الدراسة قد تتطور اثنين ناقل دقيق الوظيفية التي هي ط) الأشعة فوق البنفسجية / O3 microarrier (رسوم microarrier) التي تهدف لخطوط الخلايا خلد ومستمرة والثاني) الجيلاتين المغلفة ناقل دقيق للخلايا انخفاض كفاءة الطلاء التي تتطلب عامل النمو التكميلي بنجاح نعلق وتتكاثر في المختبر. ولهذه الغاية، فإن هذه الدراسة نظام نموذجي رواية للدراسة في المختبر من القدرة تكاثر الخلايا على ناقل دقيق التي يمكن أن تستفيد البشرة التئام الجروح وتوفير نظرة ثاقبة الآليات المحتملة لتطبيق زرع الخلايا الجذعية في وضع العلاجية.en_US
dc.description.nationalityMalaysianen_US
dc.description.notesThesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2018.en_US
dc.description.physicaldescriptionxx, 166 leaves : illustrations ; 30cm.en_US
item.openairetypeDoctoral Thesis-
item.grantfulltextopen-
item.fulltextWith Fulltext-
item.languageiso639-1en-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.cerifentitytypePublications-
Appears in Collections:KOE Thesis
Files in This Item:
File Description SizeFormat 
t11100431077NurhusnaBintiSamsudin_24.pdf24 pages file249.2 kBAdobe PDFView/Open
t11100431077NurhusnaBintiSamsudin_SEC.pdf
  Restricted Access
Full text secured file4.91 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
Show simple item record

Google ScholarTM

Check


Items in this repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated. Please give due acknowledgement and credits to the original authors and IIUM where applicable. No items shall be used for commercialization purposes except with written consent from the author.