Dejeneratif kıkırdak hasarlarına yönelik enjekte edilebilir hidrojel sistemlerinin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of injectable hydrogels for degenerative cartilage
Yazar: EKİN ÇELİK
Danışman: PROF. EMİR BAKİ DENKBAŞ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Genetik = Genetics

Özet:
Kıkırdak dejenerasyonu, kıkırdağın önce yumuşamasıyla başlayan, daha sonra tamamen yok olmasıyla sonuçlanan, zamanla gelişen bir rahatsızlıktır. Travmaya bağlı olabileceği gibi, osteoartirit, romatoid artirit, obezite gibi hastalıklar sonucunda da gelişmektedir. Hastalığın tam olarak nasıl başladığı bilinmemekle birlikte, bir çok hastalıkta olduğu gibi genetik faktörlerin rol oynadığı düşünülmektedir. Dejeneratif kıkırdakta dokunun hücre-dışı matris içeriğinin büyük kısmı degrade olmakta, bu da eklem kıkırdağının elastikliğini, viskozitesini, kayganlığını ve dayanıklılığını kaybetmesine neden olmaktadır. Önerilen tez, hali hazırda ağrı kesici terapiler dışında non-invazif tedavisi olmayan kıkırdak dejenerasyonunun, kıkırdak degradasyonunu engelleyecek mikroRNAlar barındıran nanopartiküller içeren hidrojeller ile tedavisi amaçlanarak tasarlanmıştır. Tezde geliştirilen hidrojeller artiküler kıkırdak hücre-dışı matrisi taklit etmek amacıyla metakrilatlanmış kondroitin sülfat ve jelatinden, mikro RNA 149-5p taşıyan nanopartiküller ise kıkırdak dejenerasyonu tedavilerinde sıkça kullanılan hyaluronik asit ve kitosandan oluşturulmuştur. Yapılan optimizasyonlarla hidrojeller enjekte edilebilir forma kavuşturulmuş, nanopartiküller ve hidrojellerin fiziksel ve kimyasal karakterizasyonları tamamlanmıştır. Nanopartiküllerin gen transfeksiyon başarısı ve hidrojel ve nanopartiküllerin kondrosit gelişimine etkisi insan mezenkimal kök hücreleri üzerinde test edilmiş, sitotoksisite, proliferasyon, sitolojik boyamalar ve gen ekspresyon analizleriyle gösterilmiştir.

Abstract:
Cartilage degeneration is a pathology that develops over time, beginning with the softening of the cartilaginous gland and then completely disappearing. It may be due to trauma, as well as diseases such as osteoarthritis, rheumatoid arthritis and obesity. Although it is not known exactly how the disease has begun, it is thought that genetic factors play a role likewise many diseases. In degenerative cartilage, most of the extracellular matrix content is degraded, which causes the joint cartilage to lose its elasticity, viscosity, lubrication and durability. The proposed thesis is designed for cartilage regeneration with hydrogels containing nanoparticles containing microRNAs that inhibit cartilage degradation. The hydrogels developed in the thesis were formed from methacrylated chondroitin sulphate and gelatin to mimic articular cartilage extracellular matrix and nanoparticles carrying microRNA 149-5p were formed with hyaluronic acid and chitosan, which are commonly used in cartilage degeneration treatments. With the optimizations performed, the hydrogels are formed into the injectable form and the physical and chemical characterization of the nanoparticles and hydrogels is completed. The ability of nanoparticles for gene transfection and the effect of hydrogel and nanoparticles on chondrogenesis were tested on human mesenchymal stem cells and demonstrated by cytotoxicity tests, proliferation analysis, cytological stainings and gene expression analysis.