Poli(2-hidroksietil metakrilat) bazlı süpergözenekli doku iskeleleri ile kemik rejenerasyonu
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2010
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: DAMLA ÇETİN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Sunulan tez çalışmasında, kemik doku rejenerasyonunu destekleyecek özelliklere sahip poli(2-hidroksietil metakrilat) (pHEMA)-bazlı süpergözenekli hidrojellerin üretiminin gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaca yönelik olarak, üretilen doku iskelelerinin karakterizasyon çalışmaları yapılmış ve uygun özelliklere sahip doku iskeleleri seçilmiştir. Seçilen doku iskeleleri ile yürütülen hücre kültür çalışmaları önce durgun ortamda ve ardından karıştırmalı biyoreaktörde gerçekleştirilmiştir.Tez kapsamında yapılan çalışmaların ilk aşamasında, 2-hidroksietil metakrilatın (HEMA) gaz köpükleştirme ajanı olan sodyum bikarbonat varlığında serbest radikal polimerizasyonu ile pHEMA-bazlı süpergözenekli hidrojeller sentezlenmiştir. Bu hidrojeller: pHEMA, pHEMA-jelatin, gliserol fosfat (GP) çapraz bağlı pHEMA-jelatin, gluteraldehit (GA) çapraz bağlı pHEMA-jelatin süpergözenekli hidrojelleri (SPH) ve pHEMA-hidroksiapatit (HA) süpergözenekli hidrojel kompozitleridir (SPHC). Tüm bu yapılar, boyutları yaklaşık 500 µm olan ve birbirine içsel olarak bağlantılı gözeneklere sahiptirler.Jelatin ve HA'nın pHEMA yapısına katılması, şişme oranını düşürmesine rağmen hidrojellerin denge şişme değerine ulaşması için gerekli olan süreyi (~20s) çok fazla etkilememiştir. Hidrolitik biyobozunurluk deneyleri sonucunda, jelatinin yapıya katılmasının hidrojellerin biyobozunurluğunu arttırdığı belirlenmiştir. Jelatin ve çapraz bağlayıcılarının varlığında, hidrojellerin mekanik dayanımı pHEMA SPH'lerine göre önemli derecede artmıştır. Sentezlenen tüm hidrojeller arasında en yüksek mekanik dayanıma sahip olan yapı pHEMA-HA SPHC'leridir ve elastik modül değeri 0.027 ± 0.002 N/mm2 olarak belirlenmiştir.Çalışmanın bir sonraki aşamasında, pHEMA-bazlı doku iskelelerinin osteojenik aktiviteleri preosteoblastik MC3T3-E1 hücreleri kullanılarak, durgun koşullarda yürütülen hücre kültür çalışmaları ile incelenmiştir. Hücre canlılığı ve üremesi MTT (3-[4,5-dimetiltiazol-2-il]-2,5-difeniltetrazolyum bromür) analizi ile takip edilmiş, hücre morfolojileri SEM (taramalı elektron mikroskobu) ile görüntülenmiştir. Hücre farklılaşması, Von Kossa boyaması ve alkalen fosfataz (ALP) aktivitesinin ölçümü ile belirlenmiştir. Sonuçlar, jelatin içeren doku iskelelerinin, hücrelerin üremesini ve farklılaşmasını arttırırken, pHEMA SPH'leri ve pHEMA-HA SPHC'lerinin hücre üremesini, dolayısıyla farklılaşmasını desteklemediğini göstermiştir.Tez çalışmasının son aşamasında, pHEMA-jelatin SPH'lerinin MC3T3-E1 hücreleri üzerindeki etkisi karıştırmalı biyoreaktör kullanılarak incelenmiştir. Hücre üremesi yine MTT analizi ile belirlenmiş, hücrelerin doku iskelesi içerisindeki morfolojileri ise SEM ve CLSM (konfokal lazer taramalı mikroskobu) ile incelenmiştir. Erken dönem farklılaşma, ALP aktivitesinin ölçümü ile belirlenmiştir. RT-PCR (gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu) ile MC3T3-E1 hücrelerinin kollajen I ve osteopontin ekspresyon seviyeleri belirlenmiştir. Sonuç olarak, dinamik koşulların hücre farklılaşmasını, durgun koşullara göre daha fazla arttırdığı anlaşılmıştır.Çalışmalardan elde edilen sonuçlar, pHEMA-jelatin ve GP çapraz bağlı pHEMA-jelatin SPH'lerinin kemik doku mühendisliği uygulamaları için uygun malzemeler olabileceğini, ayrıca karıştırmalı biyoreaktörün hücre farklılaşması üzerinde olumlu etkisi olduğunu ortaya koymuştur.