Hücre kültürü kaynaklı hücreler arası matris tabanlı biyomürekkep ile 3 boyutlu biyobaskı
3D bioprinting with cell derived extracellular matrix based bioink
Yazar: DOĞANTAN ÇELİK
Danışman: DOÇ. DR. AÇELYA YILMAZER AKTUNA
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Disiplinlerarası Kök Hücre ve Yenileyici Tıp Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Biyobaskı = Bioprinting ; Biyomürekkep = Bioink ; Doku mühendisliği = Tissue engineering ; Hücre kültürü = Cell culture ; Üç boyutlu baskı = 3D printing ; Üç boyutlu biyoyazıcılar = Three-dimensional bioprinter

Özet:
3 boyutlu (3B) biyoyazıcı teknolojisi gelecekte doku mühendisliği çalışmaları adına umut vadeden bir teknoloji olarak görülmektedir. Günümüzde ise farklı hücre tipi ve hücre yoğunluğuna sahip doku ve organlar üretmek mümkün değildir. Karmaşık dokuların 3B biyoyazıcı ile oluşturulamamasının temel zorluklarından birisi farklı hücre tiplerinin farklı hücre dışı ortamlara ihtiyaç duymalarıdır. Bu hücre dışı ortama hücreler arası matris (HAM) adı verilmektedir. HAM vücuttaki hücreleri ve dokuları çevreleyen, destekleyen ve onlara şekil veren geniş bir protein ve sinyal molekülleri ağıdır. Hücre dışı matris, hücrelerin çevrelerindeki diğer hücrelere bağlanmasına ve iletişim kurmasına yardımcı olur. hücre büyümesinde, hücre hareketinde ve diğer hücre işlevlerinde önemli bir rol oynar. 3B biyobaskı yönteminde hücre dışı ortam biyomürekkep adı verilen doğal veya sentetik polimerler yardımı ile taklit edilmeye çalışılır. İyi tasarlanmış bir biyomürekkep 3B basılan yapı içindeki hücrelerin büyümesini, çoğalmasını ve farklılaşmasını desteklemelidir. Bu nedenle, son zamanlarda doğal dokuların hücresizleştirilerek biyomürekkep tasarımında kullanılma fikri önem kazanmıştır. Hücrelerin uzaklaştırılması sonucu elde edilen HAM'ye hücresizleştirilmiş hücre dışı matris (dHAM) adı verilmektedir. Hazırlanmasında dHAM kullanılan biyomürekkeplere dHAM tabanlı biyomürekkep adı verilmektedir. Bu tür biyomürekkeplerin dokuya özgü kompleks bileşimleri hücreler için biyokimyasal olarak en iyi ortamı sağlarlar. Bu çalışmada ise hücreler arası matris doğal dokular yerine 2 boyutlu (2B) hücre kültüründen elde edilerek bir biyomürekkep hazırlanmıştır. Hazırlanan bu dHAM tabanlı biyomürekkebin 3B olarak basılan yapıdaki hücrelere etkisi gözlemlenmiştir.

Abstract:
3D bioprinting technology is seen as a promising technology for tissue engineering researches in the future. Today, it is not possible to produce tissues and organs with different cell types and cell densities. One of the main challenges of inability of creating complex tissues with a 3D bioprinter is that different cell types require different extracellular environments. This extracellular environment is called the extrecellular matrix (ECM). ECM is a vast network of proteins and signaling molecules that surround, support, and gives shape to the cells and tissues in the body. The extracellular matrix helps cells connect and communicate with other cells in their environment. It plays an important role in cell growth, cell movement, and other cell functions. In the 3D bioprinting method, the main goal is mimicking the extracellular environment with the help of natural or synthetic polymers called bioinks. A well-designed bioink should support the growth, proliferation and differentiation of cells within the 3D printed structure. Therefore, the idea of using natural tissues in bioink design by decellularization has gained importance recently. The ECM can be obtained with removal of cells. Procedure is called decellularization. Decelularized ECM is called extracellular matrix (dECM). Bioinks that use dECM in their preparation are called dECM-based bioinks. The tissue-specific complex compositions of such bioinks provide the best biochemical environment for cells. In this research, a bioink was prepared by obtaining the intercellular matrix from 2-dimensional (2D) cell culture instead of natural tissues. The effect of this prepared dECM-based bioink on the cells in the 3D printed structure was observed.