Süperkritik akışkanlar ile doku hücresizleştirilmesi ve elde edilen deselülerize matrisin biyomalzeme olarak formülasyonu
Decellularization of a tissue with supercritical fluids and formulation of a biomaterial with decellularized extracellular matrix
Yazar: BURCU YALDIZ
Danışman: PROF. DR. ÖZLEM YEŞİL ÇELİKTAŞ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Merkezi sinir sistemi (MSS) hastalıkları, dünya çapında önemli klinik ve ekonomik yükleri olan başlıca halk sağlığı sorunlarından birini temsil etmektedir. Doğal dokunun mikroçevresini yakından taklit eden deselülerize hücre dışı matris (dHDM) bazlı hidrojeller, yakın zamanda MSS uygulamaları için de kullanılmaya başlanmıştır. Bu tezde ilk amaç hem deterjan hem de mikrodalga ışınlama yöntemi ile muamele sonrası süperkritik CO2 kullanarak beyin dokuları için uygun bir hücresizleştirme yönteminin belirlenmesi, ikinci amaç ise dHDM'leri kullanılarak bir hidrojel formülasyonunun geliştirilmesidir. Kalitatif ve kantitatif analizler, deterjan muamelesinden sonra süperkritik CO2 kullanımının hücresel ve nükleer bileşenleri dokudan etkili bir şekilde uzaklaştırabildiğini göstermiştir. Öte yandan, mikrodalga ışınlama ile ön muamele işleminde etanol kullanımının hücrelerde fiksasyona neden olduğu ve DNA'nın dokulardan uzaklaştırılmasını engellediği sonucuna varılmıştır. Mekanik özelliklerini geliştirmek için GelMA ile birlikte kullanılan dHDM bazlı hidrojeller, kemik iliği kök hücrelerinin canlılığını destekleyerek yüksek biyouyumluluk göstermiştir. Ek olarak, deselülerize beyin dokuları için uygun terminal sterilizasyon tekniğinin belirlenmesi için dokulara, süperkritik CO2 (etanollü ve etanolsüz), etilen oksit ve UV ile muamele edilmiştir.

Abstract:
Central nervous system (CNS) diseases represent one of the major public health issues with significant clinical and economic burdens worldwide. Decellularized extracellular matrix (dECM)-based hydrogels have been recently utilized for CNS applications, closely mimicing the native tissue microenviroment. In this thesis, the first aim was to determine a suitable decellularization method for brain tissues using supercritical CO2 after both detergent treatment and microwave irradiation treatment, and the second aim was to develop a hydrogel formulation using decellularized brain tissues. Qualitative and quantitative analyzes showed that the use of supercritical CO2 after detergent treatment was able to removed cellular and nuclear components from the tissue effectively. On the contrary, it was concluded that the use of ethanol in microwave irradiation pretreatment caused fixation in cells and prevented the removal of DNA from tissues. Decellularized matrix-based hydrogels, were used in combination with GelMA to improve their mechanical properties, showed high biocompatibility by supporting the viability of bone marrow stem cells. In addition, the suitable terminal sterilization technique for decellularized brain tissues was determine by applying supercritical CO2 (with and witout ethanol), ethylene oxide and ultraviolet irradiation to dECMs.