ß-estradiol yüklü doku iskeleleri ile in-vitro kemik doku mühendisliği
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyomühendislik A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2013
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: GÜLSEREN IRMAK
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
Özet:Sunulan tez çalışmasında, kemik doku rejenerasyonuna yönelik olarak 17-ß estradiol (E2) yüklü poli (laktik-ko-glikolik asit) PLGA nanopartikül-kitosan/HA doku iskelesi sistemi geliştirilmesi ve oluşturulan sistemin in-vitro etkinliğinin adipoz kökenli mezenkimal kök hücre (AdMSC) kültürlerinde araştırılması amaçlanmıştır.Tez çalışmasının ilk aşamasında farklı poli-laktik asit/poli-glikolik asit (PLA/PGA) (50:50 ve 65:35) bileşimlerine sahip PLGA kopolimerlerinden, boş ve 17-ß estradiol yüklü nanopartiküller, emülsiyon-çözücü-buharlaştırma yöntemi ile hazırlanmıştır. Nanopartiküllerin karakterizasyonu sonucu, boş ve E2 yüklü partikül büyüklüklerinin sırasıyla yaklaşık 200 ve 241 nm olduğu saptanmıştır. Üretilen nanopartiküllerin E2 enkapsülasyon verimlerinin, 50:50 PLGA için %29 ve 65:35 PLGA için ise % 52 olduğu HPLC ve UV spektrofotometre ölçümlerinden hesaplanmış ve en uygun taşıyıcı sistemin 65:35 PLGA nanopartiküllerle oluşturulabildiği belirlenmiştir. Nanopartiküllerden salım çalışması 40 gün sürdürülmüş ve nanopartiküllere yüklenen E2'nin % 45'inin salındığı saptanmıştır.İçsel bağlantılı ve makrogözenekli kitosan/hidroksiapatit (HA) süpergözenekli doku iskeleleri, gaz köpükleştirme tekniği ve mikrodalga ışıma ile çapraz-bağlama yöntemi bir araya getirilerek sentezlenmiştir. Sulu fazda bulunan E2 yüklü PLGA nanopartiküller, kitosan/HA doku iskelelerine, önceden hazırlanmış iskelelere emdirilerek ve iskele üretimi sırasında kitosan çözeltisine katılarak olmak üzere iki şekilde yüklenmiştir. Ticari olarak bulunan suda çözünür E2 de doku iskelelerine emdirilerek yüklenmiştir. SEM (taramalı elektron mikroskobu) ve FTIR (Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi) analizleri ile PLGA nanopartiküllerin her iki yöntemle de doku iskelesi yapısına başarıyla katıldıkları gözlenmiştir.Nanopartiküllerin emdirilmesiyle hazırlanan doku iskelelerinden salım çalışması 55 gün sürmüş ve 17-ß estradiol'ün %100'ünün salındığı kümülatif salım profilinden belirlenmiştir. Nanopartiküllerin doku iskelesi üretimi aşamasında yüklendiği durumda ise salım 135 gün sürmüştür ve sistemden 17-ß estradiol'ün % 92'sinin salındığı belirlenmiştir. Suda çözünür E2 yüklü doku iskelesinden yapılan salım çalışmasında E2'nin 8 günde % 80'i salınmıştır.Tezin son aşamasında, E2 içeren PLGA nanopartikül-kitosan/HA doku iskelesi sisteminin osteojenik aktivitesi AdMSC'ler kullanılarak in-vitro koşullarda hücre kültürü çalışmaları ile incelenmiştir. Doku iskelelerinde hücre üremesi MTT (3-[4,5-dimetiltiazol-2-il]-2,5-difeniltetrazolyum bromür) analizi ile hücrelerin doku iskelesi içerisindeki morfolojileri ise SEM ile belirlenmiştir. Erken dönem osteojenik farklılaşma, ALP(alkalen fosfataz) aktivitesinin ölçümü ile belirlenmiştir. RT-PCR (gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu) ile AdMSC'lerin kollajen I, osteokalsin, ve ß-aktin ekspresyon seviyeleri tespit edilmiştir. Analiz sonuçlarına göre nanopartikül yüklü grupların, AdMSC hücrelerinin osteojenik farklılaşmasını ve matris mineralizasyonunu diğer gruplara göre daha fazla desteklediği görülmüştür.Sonuçlar 17-ß estradiol yüklü PLGA nanopartikül-kitosan/HA doku iskelesi sisteminin 17-ß estradiol'ün kontrollü ve uzun dönemde salımını sağladığını göstermektedir. Ayrıca, hazırlanan sistem, AdMSC'lerin üremesini ve osteojenik farklılaşmasını önemli ölçüde arttırdığı için kemik doku rejenerasyonu için değerlendirilebilir.Anahtar Kelimeler: 17-ß estradiol, poli (laktik-ko-glikolik asit) (PLGA), nanopartikül, kontrollü salım, adipoz kökenli kök hücre (AdMSC), kemik doku mühendisliği.