Ayva (cydonia oblonga miller) çekirdeği müsilajının biyomalzeme olarak doku mühendisliği ve rejeneratif tıpta kullanımı
The usage of quince (cydonia oblonga miller) seed mucilage as a biomaterial in tissue engineering and regenerative medicine
Yazar: EKİN ŞİMŞEK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ YAVUZ EMRE ARSLAN
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Bu çalışmada, Çanakkale'den toplanan ayvaların (Cydonia oblonga Miller) çekirdeklerinden ultra saf su ile müsilaj ekstrakte edilmiştir. Elde edilen ayva çekirdeği müsilajı liyofilize edilmiş, daha sonra ultra saf suda yeniden çözdürülmüştür. Müsilaj, 3B gözenekli bir form elde etmek için kalıplanmış ve liyofilize edilmiştir. Liyofilizasyondan sonra, iskeleler mikro yapılarının koruması için 1-Etil-3-(3-dimetilaminopropil)-karbodiimit/N-hidroksi süksinimit (EDC/NHS) ile çapraz bağlanmıştır. İskeleler, alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu (FE-SEM), Attenuated total reflectance Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (ATR-FTIR), dinamik mekanik analiz (DMA), termogravimetrik analiz (TGA) ve Brunauer–Emmett–Teller (BET) analizi ve ayrıca şişme, sıvı alımı ve gözeneklilik testleri ile karakterize edilmiştir. Müsilajın ekstraksiyon verimi %6,28 ± 0,40 (n=3) olarak bulunmuştur. Çapraz bağlı iskelelerin şişme oranı ve PBS alımının sırasıyla %12680 ± 388,82 (n=3) ve 220,35 ± 12,34 µL (n=3) olduğu tespit edilmiştir. Çapraz bağlı iskelelerin gözenekliliği sıvı yer değiştirme analizi ile %83,43 ± 2,84 (n = 3) olarak bulunmuştur. Çapraz bağsız ve çapraz bağlı iskelelerin toplam yüzey alanları BET analiziyle 9,416 m2/g ve 27,195 m2/g olarak hesaplanmıştır. SEM mikrografileri, çapraz bağlı iskelelerin birbirine bağlı yüksek gözenekli bir yapıya sahip olduğunu göstermiştir. Çoğaltılan insan adipoz kaynaklı mezenkimal kök hücreler (iAMKH 'ler) iskeleler üzerine ekilmiştir. Hücre canlılığı, MTT testi ile 3., 7. ve 10. günlerde değerlendirilmiştir. Test, iskelenin iAMKH 'ler üzerinde sitotoksik etkisinin olmadığını doğrulamıştır. SEM analizi ve histokimyasal boyama, iAMKH 'lerin iskelelere tutunduğunu, küre benzeri morfoloji oluşturduğunu ve büyüdüğünü göstermiştir. Bu sonuçlar göz önüne alındığında, iskelelerin rejeneratif tıp ve doku mühendisliği uygulamalarında olası bir kullanımı olabileceğine inanılmaktadır.

Abstract:
In this study, the mucilage was extracted from quince (Cydonia oblonga Miller) seeds, which were collected from Çanakkale, with ultra-pure water. Obtained quince seed mucilage was lyophilized then was re-dissolved in ultra-pure water. The mucilage was molded and lyophilized to achieve 3D porous form. After lyophilizing, the scaffolds were crosslinked with 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide/N-hydroxysuccinimide (EDC/NHS) to maintain their microstructure. The scaffolds were characterized by field emission scanning electron microscope (FE-SEM), Attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR), dynamic mechanical analysis (DMA), thermogravimetric analysis (TGA), and Brunauer–Emmett–Teller (BET) analysis and as well as the swelling, liquid uptake, and porosity tests. The extraction yield of mucilage was found to be 6.28 ± 0.40% (n=3). The swelling ratio of and PBS uptake of the cross-linked scaffolds was determined to be 12680 ± 388.82% (n=3) and 220.35 ± 12.34 µL (n=3), respectively. The porosity of the cross-linked scaffolds was found as 83.43 ± 2.84% (n=3) by liquid displacement analysis. The total surface areas of the non-cross-linked and cross-linked scaffolds were calculated to be 9.416 m2/g and 27.195 m2/g by BET analysis. SEM micrographs have demonstrated that cross-linked scaffolds possess an interconnected highly porous structure. Expanded human adipose-derived mesenchymal stem cells (hAMSCs) were seeded onto the scaffold. Cell viability was evaluated for 3rd, 7th and 10th days by the MTT test. The test confirmed that the scaffold had no cytotoxic effect on hAMSCs. SEM analysis and histochemical staining shown that hAMSCs were attached to the scaffolds, formed spheroid-like morphology, and grown.  Take into consideration of these results, it is believed that the scaffolds would have a possible usage in regenerative medicine and tissue engineering applications.