Osteokondral hasarların onarımına yönelik 3B-biyoyazıcı ile çift-tabakalı nanohibrit doku iskelelerinin geliştirilmesi
Development of double-layer nanohybrid tissue scaffolds using 3D bioprinter for repair of osteochondral defects
Yazar: BURÇİN İZBUDAK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AYÇA BAL ÖZTÜRK
İstinye Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Kök Hücre Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Doku mühendisliği = Tissue engineering ; Doku mühendisliği = Tissue engineering ; Kitosan = Chitosan ; Kök hücreler = Stem cells ; Nanobiyoteknoloji = Nanobiotechnology ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Osteokondrit = Osteochondritis ; Üç boyutlu yazıcı = Three dimensional printer

Özet:
Tez çalışması kapsamında osteokondral defektlerin onarımında kullanılmak üzere 3B-biyoyazıcı teknolojisi ile kök hücre yüklü jelatin metakrilat/ kitosan metakrilat (GelMA/ChitMA) polimerleri ve LDH nanopartiküleri içeren nanohibrit çift-tabakalı 3B doku iskeleleri geliştirilmiştir. Çift tabakalı doku iskelelerinin alt tabaka kemik dokuyu üst tabaka ise kıkırdak dokuyu taklit edecek şekilde tasarlanmıştır. LDH nanopartiküllerine TGF-ß1 ve rhBMP-2 sinyal molekülleri ayrı ayrı yüklenmiş ve enzim-bağlı immünosorbent testi (ELISA) ile in vitro salım davranışları incelenmiştir. Çift tabakalı doku iskelelerinde enkapsüle edilen kemik iliği mezenkimal kök hücrelerin canlılığı, morfolojisi, gelişimi, proliferasyonu, osteojenik ve kondrojenik farklılaşma özellikleri incelenmiştir. Geliştirilen kemik doku iskelelerinde osteojenik farklılaştırma kapasiteleri Hematoksilen&Eosin, Alizarin Red S, Von Kossa ve immünfloresan boyamaları ile değerlendirilmiştir. Geliştirilen kıkırdak doku iskelelerinde kondrojenik farklılaştırma kapasiteleri Hematoksilen&Eosin, Alcian Blue, Toluidin mavisi, GAG anlizi ve immünfloresan boyamaları ile değerlendirilmiştir. Tüm sonuçlar LDH nanopartikül katkılı çift fazlı GelMA/ChitMA nanohibrit doku iskelelerinin osteokondral defektlerin onarımı için kullanılabileceğini göstermiştir.

Abstract:
Within the scope of the thesis, stem cell-loaded nanohybrid 3D scaffolds with bilayer structures containing gelatin methacrylate/ chitosan methacrylate (GelMA/ChitMA) polymers and LDH nanoparticles were developed by 3D-bioprinting technology for the repair of osteochondral defects. The bottom and the upper layer of bilayer scaffolds are designed to mimic bone tissue and cartilage tissue, respectively. TGF-ß1 and rhBMP-2 signaling molecules were loaded into the LDH nanoparticles separately and their in vitro release behaviors were investigated by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). The viability, proliferation, morphology, osteogenic and chondrogenic differentiation characteristics of bone marrow mesenchymal stem cells encapsulated double-layer tissue scaffolds were investigated. The osteogenic differentiation capacities of the developed bone tissue scaffolds were evaluated with Hematoxylin&Eosin, Alizarin Red S, Von Kossa and immunofluorescent staining. Chondrogenic differentiation capacities of the developed cartilage scaffolds were evaluated with Hematoxylin&Eosin, Alcian Blue, Toluidine Blue, GAG analysis and immunofluorescence staining. All results showed that double-layer GelMA/ChitMA nanohybrid scaffolds doped with LDH nanoparticles can be used for the repair of osteochondral defects.