Podloge za mikro-topografsko i galvanotropsko aksonalno vođenje

diplomski rad

• Naslov (engleski): Substrates for microtopographic and galvanotropic axonal guidance
• Autor: Karla Filipović
• Mentor: Vedran Đerek (mentor)
• Član povjerenstva: Vedran Đerek (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Matko Glunčić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Emil Tafra (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Nenad Pavin (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Mario Basletić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Fizički odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2024-07-09, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Fizika

Sažetak

Tijekom razvoja mozga aksoni rastu prema svom cilju s visokim stupnjem preciznosti. Za točno usmjeravanje odgovorne su kemijske, topografske i galvanotropske naznake. Istraživanje djelovanja vanjskih naznaka na vodenje aksona bitno je za moguće kliničke primjene, kao što su ubrzavanje regeneracije živčanih puteva nakon traumatskih ozljeda, ali i za znanstvena istraživanja kao što su karakterizacije živih neuralnih mreža. U ovom radu izradujemo podloge s različitim topografskim i galvanotropskim elementima koje se mogu koristiti za daljnje istraživanje aksonalnog vodenja. Za izradu topografskih naznaka koristimo nanosekundni i femtosekundni laser kojima mikrostrukturiramo površinu laserskom ablacijom. Podloge proizvodimo na komadima borosilikatnog stakla i silicija te promatramo efekte laserskih pulseva različite duljine i energije na dielektrični i poluvodički materijal. Za karakterizaciju uzoraka koristimo optički i kontaktni profilometar te pretražni elektronski mikroskop. Mjerimo ovisnosti volumena, promjera i dubine ablacijskog kratera o energiji pulsa te D2 metodom računamo minimalnu ekspoziciju. Za galvanotropsko vodenje koristimo organske elektrolitske fotokondenzatore (OEPC) koji su izradene od organskih poluvodiča. OEPC su optoelektronički stimulatori koji se koriste za kapacitivnu neurostimulaciju. Koristeći nanosekundni i kontinuirani laser uklanjamo dizajnirani uzorak p-n dvosloja s površine fotokondenzatora čime stvaramo inverzne fotokondenzatore. Karakteriziramo inverzne fotokondenzatore mjerenjem tranzijentnog električnog potencijala.

Sažetak (engleski)

During brain development axons grow towards their target with a high degree of accuracy. Chemical, topographical and galvanotropic cues are responsible for their guidance. Research of external cues for axonal guidance is vital for the possible clinical applications, such as accelerating nerve regeneration after traumatic injuries, as well as for scientific research (e.g. characterization of living neural networks). We designed and produced substrates with different topographical and galvanotropic elements which can be used for the investigation of axonal guidance. Microstructuring of the surface is done by using nanosecond and femtosecond laser ablation. Materials used for the substrates are borosilicate glass (dielectric) and silicon (semiconductor) on which the effects of different duration and energy of laser pulses are studied. Characterization was done using an optical profilometer, a contact profilometer and a scanning electron microscope. Dependence of the ablated volume, the diameter and the depth of ablation craters for different pulse energies is measured. The ablation threshold fluence is determined by the D2 method. Organic electrolytic photocapacitors (OEPCs) were used for fabrication of the substrates with the galvanotropic cues. OEPCs are optoelectronic stimulators based on a p-n bilayer of organic semiconductors which are used for capacitive neurostimulation. Using a nanosecond and a continuous laser, a designed pattern of a p-n bilayer was removed from the surface of the photocapacitor, thus making an inverse photocapacitor. Characterization of said inverse photocapacitors is done by measuring the transient electric potential inside the physiological medium mimicking electrolyte.

• Ključne riječi: aksonalno vođenje; nanosekundna ablacija; femtosekundna ablacija; laserska mikroobrada materijala; p-n dvosloj organskih poluvodiča; mjerenje tranzijentnog električnog potencijala
• Ključne riječi (engleski): axonal guidance; nanosecond ablation; femtosecond ablation; laser micromachining; p-n bilayer of organic semiconductors; measuring transient electric potential
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:735890
• Projekt: Šifra: UIP-2019-04-1753; Naziv: Mikro i nano-strukture za 3D opto-bioelektroniku; Naziv: Micro- and nano-structures for 3D opto-bioelectronics; Kratica: 3Doptobio; Voditelj: Vedran Đerek; Pravna nadležnost: Hrvatska; Financijer: Hrvatska zaklada za znanost; Linija financiranja: Installation Research Projects
• Studijski program: Naziv: Fizika; smjerovi: Istraživački; Smjer: Istraživački; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: integrirani prijediplomski i diplomski; Akademski / stručni naziv: sveučilišni magistar fizike (univ. mag. phys.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2024-07-26 10:34:57