The ınvestıgatıon of surface modıfıcatıons on polyester based fıbrous matrıces for cell expansıon ın packed bed bıoreactors
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyomühendislik A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: FAYITI FUERKAITI
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Işıl Gerçek Beşkardeş
Eş Danışman: Menemşe Gümüşderelioğlu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışma 'Dolgulu Yatak Biyoreaktörlerde Mezenkimal Kök Hücre Üretimi İçin Fiber Temelli Poliester Matrislerde Yüzey Modifikasyonlarının Etkilerinin Araştırılması' başlık tez projesi kapsamında (proje no: FYL-2018-17359) Hacettepe Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından desteklenmiştir. Tez çalışmanın amacı, dolgu yataklı biyoreaktörde mezenkimal kök hücre (MSC) üretimi için poliester fiber matrisler üzerindeki yüzey modifikasyonlarının etkisinin incelenmesidir. Öncelikle PET disklerin hidrofilik özelliğini artırmak amacıyla farklı parametreler kullanılarak sülfürik asit veya sodyum hidroksit muamelesi gerçekleştirildi. Yüzey modifikasyonu işlemi yapılmış olan PET disk gruplarının; su temas açısı ölçümü, zayıflatılmış toplam yansıma- Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (ATR-FTIR), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDS) analizi gerçekleştirildi. Karakterizasyon çalışmalarından sonra, 3 M H2SO4 veya 0.05 M NaOH ile muamele edilmiş PET diskler ile in vitro hücre kültürü çalışmaları gerçekleştirildi ve çalışma sonucunda sodyum hidroksit ile muamele edilmiş olan PET disklerdeki MC3T3-E1 hücrelerinin mitokondriyal aktivitesinin daha yüksek olduğu belirlendi. Tez çalışmasının ikinci aşamasında, kolajen tip-1 (30 µg/disk) ve vitronektin (0.15 ve 0.60 µg/disk), fiziksel veya kimyasal immobilizasyon yöntemleriyle PET disk yüzeyine kaplandı. Hidroksiprolin ve SEM analizi gibi karakterizasyon çalışmalarının sonucunda fiziksel daldırma yöntemiyle kolajen tip-1'in PET disklerin yüzeyine daha verimli ve eşit dağılımlı bir şekilde kaplandığı gözlemlendi. Ayrıca, SEM ve ATR-FTIR analizleri kolajen tip-1 ve vitronektin ile kimyasal yöntem kullanılarak kaplanan PET disklerin kontrol grubuna benzer olduğu görüldü. rAdMSC hücreleri kullanılarak yürütülen statik hücre kültürü çalışmaları sonucunda, sodyum hidroksit ile muamele edilmiş olan kontrol PET disk grubu ile kolajen tip-1 ve vitronektin kaplanmış PET disk grupları arasında istatiksel olarak önemli bir fark olmadığı sonucuna ulaşılmıştır. Bu sebeple, dinamik hücre kültürü çalışmalarında sodyum hidroksit ile muamele edilmiş olan PET disk grubu kullanılmıştır. Tez çalışmasının son basamağında sodyum hidroksitle muamele edilmiş olan PET diskler ile 2 farklı hücre ekim yoğunluğu kullanılarak (30 x 106 hücre/1 g disk and 10 x 106 hücre/0.5 g disk) dolgu yataklı biyoreaktörde rAdMSC üretimi araştırıldı. Ekim yoğunluğu yüksek olan deneyde rAdMSC hücrelerinin özgül büyüme hızı ve ikilenme süresi sırasıyla, 0.06 sa-1 ve 65 sa olarak hesaplandı ve kültür ortamındaki glikoz miktarının hücre üremesi için yetersiz olduğu belirlendi. Biyoreaktörde üretilen rAdMSC hücrelerinin ise özgül üreme hızı 0.2516 sa-1 ve ikilenme süresi ise 42 sa olarak bulundu ve bu değerlerin literatürde verilen değerler ile benzer olduğu bulundu. Biyoreaktörde üretilen rAdMSC hücrelerinin; osteojenik farklılaşma çalışmaları ALP ve Von Kossa boyamaları ile, adipojenik farklılaşma çalışmaları ise Oil red o boyaması ile gerçekleştirildi. Ayrıca dinamik olarak üretilen hücrelerin kontrol grubuna benzer SOX2, Nanog and OCT 4 gen ifadesine sahip olduğu belirlendi. Bununla birlikte, gerçekleştirilen çalışmalarda biyoreaktördeki hücre üreme hızının, hücre ekim yoğunluğundan bağımsız bir eğilim gösterdiği bulunmuştur ve bu konunun daha kapsamlı bir hücre üretim çalışmasında araştırılmasının gerektiği yorumu yapılmıştır. Anahtar Kelimeler: Polietilen tereftalat; Yüzey Modifikasyonları, Kollajen; Vitronektin; Dolgu yataklı Biyoreaktör; Mezenkimal Kök Hücre Üretimi