Doku Mühendisliği İçin Biyoreaktör Sistemi Tasarımı Ve Uygulama Etkinliğinin İncelenmesi

Abstract

Doku ve organ hasarlarının tamirine yönelik olarak in vitro koşullarda canlı ortamdaki fiziksel ve kimyasal koşulların, çeşitli uyarıcı kimyasallar ve 3-boyutlu (3B) destek malzemelerin kullanımıyla sağlanması ve transplantasyona hazır yeni doku organoidlerinin oluşturulması doku mühendisliği çalışmalarının amacını oluşturmaktadır. Doku mühendisliği çalışmalarında hedef, hücrelerin içinde bulunduğu doğal ortamı taklit eden yapıların tasarlanması ile bu destek yapıları içerisinde neo-dokuların geliştirilmesidir. Bu yaklaşım doğrultusunda, üç-boyutlu polimerik destek iskeleleri büyük önem taşımaktadır. Hücre kültür işlemleri iki-boyutlu olarak yürütüldüğünde, hücrelerin geri farklılaşarak kendi fenotipik özelliklerini kaybettikleri bilinmektedir. Buna karşın üç-boyutlu ortamlarda yani polimerik destek materyalleri üzerinde yada üç-boyutlu ortamları destekleyen dinamik kültürlerde hücrelerin geri farklılaşmadıkları ve kendi işlevlerine devam edebildikleri bilinmektedir. Doku iskelelerinin tasarımında en önemli ölçüt malzemenin seçimi, en uygun tasarımda modellenmesi ve mekanotransdüksiyonu koşullarını sağlayan çevre koşullarının sağlanmasıdır. Bu bağlamda çevre koşulları olarak dinamik kültür şartları, mekanotrandüksiyonun sağlanmasında statik kültürlere göre önemli üstünlükler sağlamaktadır. Dinamik kültürlerde sağlanan fizikokimyasal çevre şartları neo-doku gelişimini pozitif yönde etkilediği gibi 3B ortamı da desteklemektedir. Sunulan projede doku mühendisliği çalışmalarında kullanılmak üzere döner duvarlı biyoreaktör sistemi ve perfüzyon biyoreaktör sistemi tasarımı yapılarak imal edilecek ve devreye alınacaktır. Kullanıma hazır hale getirilen biyoreaktörlerin doku gelişimi üzerine yeterli mekanotransdüksiyon etkiyi sağlama durumları 3B-polimerik destek iskeleleri üzerine ekilmiş kondrojenik ve endotel hücre kültürü ile test edilecektir. Hücre kültürü çalışmalarında belirli zaman noktalarında alınacak örnekler immünfenotipleme ve canlılık testleri ile analiz edilerek, reaktörlerin en uygun etkiyi gerçekleştirdiği nihai tasarıma ulaşılması hedeflenmektedir.