Kemik doku mühendisliğine yönelik biyomimetik iskelelerin tasarımı ve osteositler üzerine indüktif etkisinin incelenmesi

Abstract

Doku Mühendisliği çalışmalarının en önemli bileşenlerden biri, doku iskelesi olarak kullanılan biyomalzemedir. Biyopolimerik doku iskeleleri, hücrelere in vitro şartlarda üç-boyutlu (3B) yapay bir hücre dışı matriks (HDM) sunar. Bu sayede, anotomik boyutta doku organoidinin yüksek verimle oluşmasında birincil etkiye sahiptirler. Yürütülen tez çalışmasının amacı, kemik doku mühendisliğine yönelik biyomimetik kollajen-hiyaluronik asit-kondroitin sülfathidroksiapatit (KOL/HYA/KS-HA) kompozit iskeleler geliştirilmesidir. Bu doğrultuda, üretilen polimer-seramik kompozit iskelerinin ISO-EN-10993 numaralı standarda uygun olarak biyouyumluluk özellikleri araştırılarak, doku mühendisliğinde biyomalzeme olarak kullanımının uygunluğu gösterildi. Tez kapsamında, 3B biyomimetik polimer iskeleler iki farklı yöntem kullanılarak hazırlandıktan sonra, SBF çözeltisi ile muamele edilerek yüzeylerinin hidroksiapatit (HA) ile kaplanması sağlandı. Polimer zincirleri arasında kimyasal çapraz bağlayıcılar kullanılmak yerine, mekanik stres altında çapraz bağlanmaların etkinliği araştırılarak iskelelerin biyouyumluluğu arttırılmaya çalışıldı. Elde edilen kompozit iskelelerin fiziksel ve kimyasal özellikleri uygun analiz yöntemleri kullanılarak incelendi. Uygun özelliklere sahip olduğu belirlenen iskelelerin doku oluşturma kapasiteleri, sıçan kalvaria ve tibia kemiğinden izole edilen osteoblast hücreleri (sOB) ile test edildi. Hücre canlılığı ve çoğalması MTT [3-(4,5-dimetildiyazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolyum bromür] analizi, osteojenik fenotipi alkalin fosfataz aktivitesinin tespiti ve histokimyasal boyamalar yapılarak, kalitatif ve kantitatif olarak değerlendirildi. Karakterizasyon analizleri sonucunda çözelti halindeki polimer karışımlarından hazırlanan polimer-seramik kompozitlerin kemik doku mühendisliği için daha uygun olduğu tespit edildi. sOB kullanılarak gerçekleştirilen çalışmalarda, yapısında kollajen miktarı daha fazla olan iskelelerin kemik doku oluşumunu daha fazla indüklediği belirlendi.