Doku mühendisliği için kitosan içeren doku iskelesi geliştirilmesi: Formülasyon ve in vitro değerlendirmeler
Development of chitosan-based scaffolds for tissue engineering: Formulation and in vitro evaluations
Yazar: SELVA BURÇİN HİZMETLİ
Danışman: PROF. DR. SEVDA ŞENEL
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Çalışma kapsamında farklı hazırlama yöntemleri kullanılarak farklı çözünürlük özelliklerine ve molekül ağırlıklarına sahip olan kitosanlar tek başına ya da farklı bir polimer olan aljinatla kombinasyonu kullanılarak jel, partikül (mikro) ve sünger gibi farklı formlarda doku iskeleleri geliştirilmiştir. Çalışmaların ilk aşamasında jelden hareketle basit doku iskeleleri hazırlanmıştır. İkinci aşamada jel ve mikroküre karışımı kullanılarak kompozit sünger formülasyonları hazırlanmıştır. Geliştirilen basit ve kompozit sünger formülasyonları in vitro olarak porozite, por büyüklüğü dağılımı, yüzey morfolojisi, mekaniksel dayanıklılık, hücre canlılığı ve proliferasyon yönleriyle incelenmiştir. Ayrıca, mikroküre formülasyonları in vitro olarak yüzey morfolojisi, zeta potansiyel ve partikül büyüklüğü yönleriyle incelenmiştir. Bu doku iskelelerinin hücre adezyonu, hücre afinitesi, proliferasyon ve farklılaşmasının değerlendirmesi insan periodontal ligament hücrelerinde yapılmıştır. Ayrıca bu doku iskelelerinin toksisitesi ve hücre canlılığının değerlendirilmesi için L929 fare fibroblast hücrelerinde çalışılmıştır.Çalışmada kullanılan farklı kitosan tipinin (bitkisel veya hayvansal kaynaklı); çözünürlüğünün (suda çözünür veya asitte çözünür) ; kitosanın molekül ağırlığının (düşük, orta ve yüksek), ve kullanılan çözücünün (laktik asit ve asetik asit) hazırlanan doku iskelelerinin yüzey morfolojisi, por büyüklüğü ve dağılımı, porozitesi ve mekanik direnci üzerine etkisi olduğu bulunmuştur. Kullanılan kitosanların hücre canlılığı üzerinde olumsuz bir etkisi olmadığı gösterilmiştir. Bu çalışmada, kitosandan hareketle farklı şekildeki doku iskelesi formülasyonlarının geliştirilebileceği, ve hücre üzerinde toksik etki göstermeyen bu formülasyonların hücrelerin yapışması ve proliferasyonunu sağlayabilecek uygunlukta por özellikleri ve mekanik dirence sahip olduğu gösterilmiştir. Ancak periodontal ligament (PDL) hücrelerinde yapılan ön çalışmalarda hücrelerin proliferasyonunun istenilen düzeyde olmadığı görülmüştür. Farklı hücrelerde de bu çalışmaların denenmesinde yarar olduğu düşünülmektedir.Anahtar Sözcükler: Kitosan, aljinat, doku iskelesi, periodontal ligamentDanışman: Prof.Dr. Sevda ŞENEL, Hacettepe Üniversitesi, Eczacılık Fakültesi, Farmasötik Teknoloji Anabilim Dalı

Abstract:
In this study, different types of chitosan with different molecular weight and solubility alone or in combination with alginate were used to develop gel, particle (micro) and sponge formulations. In the first part of the study, the simple scaffolds were prepared. In the second part, the composite sponge formulations were prepared by using the combination of gel and microsphere. Pore size distribution, porosity, mechanical strength and surface morphology of the developed scaffolds were investigated in vitro. The surface morphology, zeta potential and particle size distrubition of the microspheres were also investigated. Cell adhesion, proliferation and differentiation of the scaffolds were studied in vitro on human periodontal ligament cells (PDLCs). Cell toxicity and cell viability of the chitosans were investigated on L929 moust fibroblast cells.Type of chitosan (source from crab and plant); solubility of chitosan (soluble in water or acid) and the molecular weight of chitosan (low, medium and high) used in this study were found to have an effect on the surface morphology, pore size distribution, porosity and mechanical strength of prepared scaffolds. The chitosans used in formulations showed no cytotoxicity on cell viability. In this study, we showed that it is possible to prepare different forms of tissue scaffold using chitosan without showing any cytotoxicity with appropriate of pore size and distribution and mechanical strength to provide cell adhesion and proliferation. Yet, the preliminary studies performed on periodontal ligament cells (PDL), the proliferation of cells was found not to be as good as expected. Further studies with different cell lines are in progress.Keywords: Chitosan, alginate, scaffold, periodontal ligament