Doku iskelesi-destekli perfüzyon biyoreaktör işletim parametrelerinin preosteoblastların üreme ve osteojenik farklılaşma potansiyelleri üzerine etkilerinin araştırılması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyomühendislik A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2015
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: GİZEM AYDIN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Tez çalışması 014 D02 602 001-509 numaralı Hacettepe Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Birimi projesi ve Tübitak 214M100 numaralı proje ile desteklenmiştir. Sunulan tez çalışması kapsamında, perfüzyon biyoreaktörlerde dinamik yaklaşımla gerçekleştirilen hücre ekimi ve hücre kültürü çalışmalarının MC3T3-E1 preosteoblast hücreleri üzerindeki üreme ve osteojenik farklılaşma potansiyellerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda gerçekleştirilen deneysel çalışmaların ilk basamağında kitosan-hidroksiapatit süper gözenekli hidrojel (kitosan-HA SPHC) doku iskeleleri çapraz bağlayıcı ajan olarak glioksal ve köpükleştirici ajan olarak sodyum bikarbonat (NaHCO3) kullanılarak hazırlanmıştır. Mikrodalga destekli gaz köpükleştirme tekniği ile kısa zamanda, verimi yüksek ve in vitro çalışmalarda daha başarılı sonuçlar veren doku iskeleleri üretilmiştir. İkinci basamakta uzun süreli dinamik kültür çalışmalarının yürütüleceği sürdürülebilir sterilite sağlayan, sızıntıyı önleyen ve besin/atık madde difüzyon problemlerinin çözülebildiği perfüzyon biyoreaktör sisteminin kurulumu tamamlanmıştır. Çalışmanın bir sonraki aşamasında kurulumu yapılan düzenekte, MC3T3-E1 preosteoblast hücreleri kullanılarak farklı akış hızlarında ve farklı akış yönlerinde (tek yönlü akış: 0.1 mL/dk, tek yönlü akış: 1 mL/dk; iki yönlü akış: 0.1 mL/dk, iki yönlü akış: 1 mL/dk) dinamik hücre ekimi çalışmaları durgun ekim çalışmaları ile karşılaştırmalı olarak tamamlanmıştır. Hücre ekimi çalışmalarının sonunda hücre canlılığı ve çoğalması MTT (3-[4,5-dimetiltiazol-2-il]-2,5 difeniltetrazolyum bromür) analizi ile takip edilmiş, hücre morfolojileri ve penetrasyonu ise SEM (taramalı elektron mikroskobu) analizi ile görüntülenmiştir. Analizler sonucunda en etkin hücre ekim yönteminin durgun koşullarda gerçekleştiği sonucuna ulaşılmıştır. Hücre ekiminden elde edilen bulgular sonucunda durgun koşullar ile karşılaştırmalı olarak dinamik hücre kültürü (iki yönlü akış: 0.1 mL/dk) çalışmaları 21 gün süreyle yürütülmüş ve kültürün belirli günlerinde (7. ve 14. günlerinde) ortam değişimi yapılmıştır. Hücre kültürü çalışmalarının belirli günlerinde (7, 14, 21. günlerinde) hücre aktivitelerinin gözlenmesi amacıyla MTT, hücre morfolojilerinin gözlenmesi amacıyla da SEM analizleri gerçekleştirilmiştir. Hücre kültürü çalışmalarının sonunda ise RT-PCR (gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu) analizleri gerçekleştirilerek MC3T3-E1 hücrelerinin Kollajen1 (Col1), Runt İlişkili Transkripsiyon Faktörü 2 (RUNX2), Osteokalsin (OCN) ve Osteopontin (OPN) gen ifade düzeyleri tespit edilmiştir. Yapılan tüm analizler sonucunda en yüksek hücre yoğunluğuna durgun koşullarda hücre ekimi sonrası perfüzyon biyoreaktörde gerçekleşen dinamik kültür (iki yönlü akış ve akış hızı: 0.1mL/dk) sisteminde ulaşıldığı gözlenmiştir. Çalışmalardan elde edilen bulgular ışığında, durgun koşullarda gerçekleştirilen hücre ekimi sonrasında perfüzyon biyoreaktör destekli 21 günlük dinamik hücre kültürü (iki yönlü akış: 0.1 mL/dk) çalışmasının MC3T3-E1 preosteoblast hücrelerinin osteojenik farklılaşmasını desteklediği görülmüştür. Anahtar Kelimeler: perfüzyon biyoreaktör; dinamik hücre ekimi; MC3T3-E1 hücreleri; kitosan-hidroksiapatit süper gözenekli hidrojeller; mikrodalga destekli gaz köpükleştirme yöntemi.