Doku mühendisliği tekniği ile yapay damar dokusu üretimi
Generating an artificial blood vessel tissue with tissue engineering techniques
Yazar: MEHMET ÖZGÜN ÖZEN
Danışman: PROF. DR. SAİME İSMET DELİLOĞLU GÜRHAN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Doku mühendisliği = Tissue engineering

Özet:
Kardiyovasküler sistemin zarar görmesi gelişmiş ülkelerde hala en çok rastlanan ölüm sebeplerinden biridir ve büyüyen sosyo-ekonomik bir problem olarak kalmaktadır. Doku mühendisliği, zarar görmüş doku ve organların onarımını herhangi bir immün tepkiye ve infeksiyona neden olmadan, kadavra dokusu kullanmadan ve hastanın diğer dokularına zarar vermeden vücuda implante edilmek üzere doku/organ parçaları sağlamayı amaçlamaktadır. Kardiyovasküler hastalıklarının tedavisinde kullanılan tedavi ve sentetik implantlarda greftin reddi, mekanik yetersizlikler ve enflamasyon gibi nedenlerden dolayı doku mühendisliği teknikleri ile modifiye edilmiş implantlara veya tedavilere ihtiyaç duyulduğunun birer göstergesidir.Bu çalışmanın hedefi,doku mühendisliği teknikleri ile yapay bir damar dokusu modeli oluşturmaktır. Bu amaçla sığır aortundan endotel (EC) ve düz kas hücreleri (SMC) izole edildi ve doku kültürü yöntemleri ile üretildi. İmmünohistokimyasal boyama teknikleri ile karakterize edildiler. Her iki hücre tipinin de üreme karakteristikleri MTT yöntemi ile belirlendi. SMC'ler RDGS sekansı ve fibrin jel eklenerek biyouyumluğu daha da arttırılan ve hiçbir işlem görmemiş poliglikolik asit (PGA) fiberler üzerinde kültüre edildiler. Ayrıca oluşturulan kokültür modeli için uygun ekstraselüler matriks (ECM) elemanını seçmek amacıyla SMC'ler kollajen, jelatin, poli-L-lizin gibi ECM elemanları üzerinde üretildiler. Son olarak iki hücre tipi de üretilip aralarında kollajen, jelatin, hiyaluronik asit ve bu malzemelerin karşımı ile kokültüre edilerek in vitro'da yapay bir damar dokusu üretimi gerçekleştirildi. Kokültürdeki hücreler laminin ve VEGF proteinine karşı boyanarak kültürdeki durumları incelendi.Çalışma çıktılarına göre EC'lerin izolasyonu ve üretimi için büyüme faktörlerince zengin besi ortamlarının kullanılmasının gerekli ve kollajenin aksine poli-L-lizin'in bir ECM elemanı olarak yapay damar dokusu çalışmalarında iyi bir ECM materyali olmadığı belirlendi. Ayrıca damar dokusu üretimi amacıyla yeteri kadar hücrenin üretilmesi geçen zamanın benzer çalışmalarda rastlanan süreye denk düştüğü saptandı. Oluşturulan kokültür modelleri arasında en iyi doku oluşumu tüm ECM elemanlarının karışımının kullanıldığı gözlerden alındı. Bununla beraber özellikle hiyaluronuk asit ile hazırlanan damar doku modellerinde de benzer sonuçlar alındı. Bu çalışmanın bulgularının ve edinilen bilgi birikiminin benzer konularda yapılacak doku mühendisliği çalışmalarına önemli katkıları olacağı düşünülmektedir. .Anahtar sözcükler: Doku mühendisliği, iskele malzemeleri, yapay damar, kokültür.

Abstract:
Diseases related with cardiovascular system are still one of the most ubiquitous death cases in developed countries and it is a growing socioeconomic problem. Tissue engineering aims to produce implantable patches, tissues, organs, etc. to repair harmed tissues and organs without an inflammatory response, infection and without using a cadaver?s tissue or organ.. Graft?s rejections, mechanical deficiencies and inflammations occur in therapies and implants used so far. So new therapies and grafts are to be produced or modified with tissue engineering principles.The are of this project is to design an artificial blood vessel tissue model. Endothelial cells (ECs) and smooth muscle cells (SMCs) were isolated from bovine aorta and propagated with tissue culture techniques. They were characterized via immunohistochemical methods. Growth characteristics of these cells were defined with MTT assay. SMCs were cultivated on biocompatibility enhanced poly glycolic acid (PGA) modified with RGDS sequences and fibrin gel as well as non treated PGA fibers. To detect a suitable extracellular matrix (ECM) element SMCs were cultured on collagen, gelatin and poly-L-lysin. Finally, co-cultures of SMCs and ECs were prepared by using collagen, gelatin, hyaluronic acid and a mixture of them as ECM material to form an artificial blood vessel tissue model. Cells in co-cultures were stained aganist laminin and VEGF proteins with immunohistochemical methods.According to the results of the study, for isolation and production of EC?s, medium supplemented with growth factors is needed and collagen poly-L-lysine is not a good support material for artificial vessels studies. On the other hand, propagation period of isolated cells was very close to that of the comparable studies. The best tissue organization was detected in the cultures in which the mixture of the ECM components was used. Nevertheless, similar results were gained with other ECM components mainly with hyaluronic acid. It is thought that the results of this work and gained knowledge in the course of the thesis period would contribute to further studies on similar subjects of tissue engineering.Keywords: Tissue engineering, scaffold materials, artificial vessel, co-culture.