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University of Toledo

1. Pilon, Andrea S. The Development and Characterization of a Bionanocomposite Tissue Engineering Scaffold Consisting of Poly(lactic acid) (PLA) and Monetite for Bone Regeneration.

Degree: MS, Bioengineering, 2010, University of Toledo

The focal point of this thesis was to fabricate and characterize a nanofibrous scaffold with added functional particulates of monetite, a compound in the calcium phosphate family, using the electrospinning process. The material was developed to be tested as a potential bone tissue engineering scaffold. PLA and monetite were chosen for the development of the bionanocomposite because of their biocompatibility and biodegradability. The calcium present in the monetite is useful to enrich the environment for compatibility with bone extracellular matrix (ECM). Parameters influencing the electrospinning process were varied to find the optimum conditions for producing uniform fibers. Using characterization methods such as scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), and scanning transmission electron microscopy (STEM) the fiber morphology, chemical composition, and dispersion of monetite particles in the fibers were determined. Higher ratios of monetite to PLA in the fibers significantly affected the electrospinning process and the morphology of the fibers; lower monetite contentproduced nanofibers with a reduction in beads. Particles of monetite were randomly dispersed in the fiber matrix. The fibers that showed optimal characteristics for tissue culture were then tested for biocompatibility and osteoconductivity. A series of tests were undertaken including soaking in Tas-Simulated Body Fluid (t-SBF) [1] to form apatite coating, degradation in PBS and complete media, and cell culture testing. Positive results were obtained during all biocompatibility testing including apatite coating, pore formation during degradation, and cell infiltration into the fibrous scaffold material. The design and initial biological studies on this bone tissue engineering scaffold proved to have positive results. Advisors/Committee Members: Bhaduri, Sarit (Advisor).

Subjects/Keywords: Biomedical Research; Engineering; Materials Science; tissue engineering; bone; PLA; monetite; bionanocomposite

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APA (6th Edition):

Pilon, A. S. (2010). The Development and Characterization of a Bionanocomposite Tissue Engineering Scaffold Consisting of Poly(lactic acid) (PLA) and Monetite for Bone Regeneration. (Masters Thesis). University of Toledo. Retrieved from http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=toledo1278433227

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Pilon, Andrea S. “The Development and Characterization of a Bionanocomposite Tissue Engineering Scaffold Consisting of Poly(lactic acid) (PLA) and Monetite for Bone Regeneration.” 2010. Masters Thesis, University of Toledo. Accessed October 16, 2019. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=toledo1278433227.

MLA Handbook (7th Edition):

Pilon, Andrea S. “The Development and Characterization of a Bionanocomposite Tissue Engineering Scaffold Consisting of Poly(lactic acid) (PLA) and Monetite for Bone Regeneration.” 2010. Web. 16 Oct 2019.

Vancouver:

Pilon AS. The Development and Characterization of a Bionanocomposite Tissue Engineering Scaffold Consisting of Poly(lactic acid) (PLA) and Monetite for Bone Regeneration. [Internet] [Masters thesis]. University of Toledo; 2010. [cited 2019 Oct 16]. Available from: http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=toledo1278433227.

Council of Science Editors:

Pilon AS. The Development and Characterization of a Bionanocomposite Tissue Engineering Scaffold Consisting of Poly(lactic acid) (PLA) and Monetite for Bone Regeneration. [Masters Thesis]. University of Toledo; 2010. Available from: http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=toledo1278433227

2. İ. UYSAL ÜNALAN. POTENTIAL USE OF GRAPHENE FOR THE GENERATION OF BIONANOCOMPOSITE MATERIALS FOR FOOD PACKAGING APPLICATIONS.

Degree: 2014, Università degli Studi di Milano

Lo sviluppo di nuovi materiali multifunzionali, a minore impatto ambientale e con benefici economici, rappresenta una impellente necessità. L’avvento delle nanotecnologie ha aperto la strada a nuove possibilità, ad esempio attraverso lo sviluppo di materiali biopolimerici nanostrutturati. Questa tesi di dottorato si propone di illustrare nuove strategie per lo sviluppo di bionanocompositi a base di grafene per specifiche applicazioni nel settore dell’imballaggio alimentare. L’uso del grafene mira ad approfondire le conoscenze circa la potenziale applicazione di tale filler inorganico come alternativa alle attuali soluzioni. Il progetto è stato suddiviso in quattro parti. Nella prima parte è stato valutato l’uso del pullulano per la produzione di bionanocompositi a base di ossido di grafene (GO), con particolare riferimento alle proprietà di barriera all’ossigeno, proprietà meccaniche, termiche ed ottiche. I dati sperimentali di barriera all’ossigeno e quelli meccanici, inoltre, sono stati confrontati con quelli ottenuti mediante l’uso di tre modelli predittivi, ovvero Nielsen e Cussler per le barriere, Halpi-Tsai per le prove meccaniche. La modellazione ha indicato come il miglioramento delle proprietà di barriera e di quelle meccaniche fosse dovuto a tre effetti principali: i) affinità chimica tra GO e pullulano, con conseguente miglioramento delle forze di adesione all’interfaccia tra le due fasi; ii) prevalente allineamento unidirezionale del filler inorganico; iii) elevata area superficiale e bidimensionalita del GO. I risultati ottenuti nella prima parte del progetto hanno evidenziato l’enorme potenzialità dei bionanocompositi a base di pullulano e grafene ad agire da barriera all’ossigeno anche ad elevate umidità (70% RH). Tuttavia, i costi elevati possono limitarne l’applicazione nel settore dell’imballaggio alimentare. Per tale motivo, nella seconda parte del progetto si è deciso di valutare la possibilità di utilizzare altri biopolimeri in combinazione col pullulano. Sono stati pertanto sviluppati film a base di pullulano e chitosano e pullulano e alginato. Questi films hanno evidenziato proprietà meccaniche e termiche superiori ai film di solo pullulano mantenendo le proprietà barriera. Inoltre, i valori di opacità e trasmittanza sono stati mantenuti entro i valori ‘limite’ del 3% e del 90% (a 550 nm) comunemente accettati per le applicazioni nell’imballaggio alimentare. Non meno importante, l’ottenimento di tali blend ha permesso una maggiore efficienza in termini di performance/costi. La terza parte del progetto ha avuto come obiettivo lo sviluppo di sottili strati bionanocompositi a base di pullulano e GO. Tali strati sono stati depositati su polietilene tereftalato (PET), al fine di migliorarne specifiche proprietà, senza compromenetterne la funzionalità. L’esfoliazione del GO è avvenuta mediante ultrasonicazione, che è risultato essere un trattamento ‘chiave’ al fine di ottenere specifiche proprietà di barriera e meccaniche del coating finale. La quarta ed ultima parte del progetto si è incentrata… Advisors/Committee Members: supervisor: S. Farris, co-supervisor: L. Piergiovanni, coordinator: M. G. Fortina, FARRIS, STEFANO, FORTINA, MARIA GRAZIA.

Subjects/Keywords: graphene; ultrasonication; pullulan; bionanocomposite materials; food packaging; oxygen barrier performance; Settore AGR/15 - Scienze e Tecnologie Alimentari

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APA (6th Edition):

ÜNALAN, I. U. (2014). POTENTIAL USE OF GRAPHENE FOR THE GENERATION OF BIONANOCOMPOSITE MATERIALS FOR FOOD PACKAGING APPLICATIONS. (Thesis). Università degli Studi di Milano. Retrieved from http://hdl.handle.net/2434/245012

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Chicago Manual of Style (16th Edition):

ÜNALAN, İ. UYSAL. “POTENTIAL USE OF GRAPHENE FOR THE GENERATION OF BIONANOCOMPOSITE MATERIALS FOR FOOD PACKAGING APPLICATIONS.” 2014. Thesis, Università degli Studi di Milano. Accessed October 16, 2019. http://hdl.handle.net/2434/245012.

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MLA Handbook (7th Edition):

ÜNALAN, İ. UYSAL. “POTENTIAL USE OF GRAPHENE FOR THE GENERATION OF BIONANOCOMPOSITE MATERIALS FOR FOOD PACKAGING APPLICATIONS.” 2014. Web. 16 Oct 2019.

Vancouver:

ÜNALAN IU. POTENTIAL USE OF GRAPHENE FOR THE GENERATION OF BIONANOCOMPOSITE MATERIALS FOR FOOD PACKAGING APPLICATIONS. [Internet] [Thesis]. Università degli Studi di Milano; 2014. [cited 2019 Oct 16]. Available from: http://hdl.handle.net/2434/245012.

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Not specified: Masters Thesis or Doctoral Dissertation

Council of Science Editors:

ÜNALAN IU. POTENTIAL USE OF GRAPHENE FOR THE GENERATION OF BIONANOCOMPOSITE MATERIALS FOR FOOD PACKAGING APPLICATIONS. [Thesis]. Università degli Studi di Milano; 2014. Available from: http://hdl.handle.net/2434/245012

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Not specified: Masters Thesis or Doctoral Dissertation

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