Hidrojel biyomürekkepler ile 3 boyutlu yapıların oluşturulması ve civciv koryoallantoik membran modelinde anjiyogeneze etkilerinin araştırılması
Creation of 3D structures with hydrogel bioinks and investigation of effects on angiogenesis in chick chorioallantoic membrane mode
Yazar: EMİNE HİLAL YILDIRIM
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ORHAN ERDEM HABERAL
Başkent Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Biyomedikal Mühendisliği Anabilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoloji = Biology ; Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Yapılmış olan literatür araştırmalarından yola çıkıldığında, koryoallantoik zar ve anjiyogenez gelişimi deneyinde hidrojel ile etkileşimlerinde, biyo yazıcıdan çıkarılan hidrojel baskısının sayede koryoallantoik zar modeli (CAM) ile çalışıp, entegresi gerçekleştiğindeki anjiyogenez sürecinin izlenmediği görülmüştür. Bahsi geçen model, yeni damar oluşumunda kantitatif ölçüme imkan sağlamalıdır bu sayede koryoallantoik zar modeli (C AM) ile biyo yazıcı aracılığıyla baskısı alınan hidrojel ile arasındaki fiziksel oluşum izlenebilecektir. Kan damarı oluşumu değerlendirildiğinde birden fazla hücre tipinin ve sayıca fazla molekülün katıldığı kompleks çok basamaklı bir süreçtir. Anjiyogenez süreci izlenildiğinde, süreci pozitif ve negatif etkileyen moleküller arasındaki dengeye bağlı kontrol edilir. Buna "anjiyojenik anahtar" adı verilir. Yapılan literatür araştırmalarından yola çıkarak hidrojeller, yüksek oranda suyu bünyesine alıp "şişme" özelliği oluşturabilen çapraz bağlı homo ya da kopolimerik sistemler ağıdır. Suda çözünemeyip şişebilen yani suyun büyük kısmını yapı içerisine alabilen, üç boyutlu polimerik şebekelerdir. Jelatin, agar ve aljinatlar hem doğal hem de sentetik polimerler grubundadır. Proje kapsamında üretilen aljinat içerikli hidrojellerin 3 Boyutlu Yazıcıdan alınan baskılar, püskürtme yöntemi ile çapraz bağlanarak oluşturulmuştur. Literatür araştırmalarına bakıldığında, çapraz bağ oluşturulurken genelde UV ışın yolu ile yapıldığı gözlemlenirken; CaCl2 ile buhar püskürtme yöntemi denenip, gözlemlenmiştir.
	Hidrojellerin modellemesi yapılırken Cura programı kullanılmıştır. Bu program sayesinde, istenilen geometri ve boyutlarda 3 boyutlu hidrojel üretimi gerçekleşmiştir. Bu ara yüz, aynı zamanda solüsyonların şırınga ucuna aktarımını sağlayan mekanizmanın konumlandırmasına izin vermektedir.
	Anjiyogenez araştırmalarında sıkça kullanılan, yoğun vaskülarize yapıda olan civciv embriyo koriyoallantoik membran modeli (KAM), faydalı bir in vivo sistemdir. Anjiyogenez Araştırma Laboratuvarımızda deney hayvanlarına alternatif olarak kullanılır. Bu model, embriyolu yumurta kullanımına dayanan CAM modeli olarak bilinir. CAM modeli anjiyogenez çalışmalarında sıklıkla kullanılan uygun bir çalışma modelidir. Laboratuvar ortamında, kimyasal reçeteler, düzenleyerek oluşturulacak hidrojelin biyo baskılanabilir özelliğinden yararlanılarak anjiyogenez süreci fizyolojik olarak cam modelinde gözlemlenmiştir. Proje kapsamında, deneme yöntemleriyle geliştirilen hidrojelin, cam modelindeki damar yapılarının değişimi ve etkisi incelenmiştir.
	Proje kapsamında; damar oluşumunda önemli bir parametresi olan anjiyogenezin doku iskelesi yapımında sık kullanılan progesterondan nasıl etkilendiği civciv yumurtalarındaki koryoallantoik zar modeli aracılığıyla anjiyogenez gelişimi deneyi ile araştırılmıştır.3 farklı gruba ayrılan yumurtalar üzerindeki farklı kombinasyonlardaki progesteronun etkisine bakılmıştır. Her grup, kontrol grubu ve diğer gruplar ile karşılaştırıp genel bir sonuç elde edilmiştir.

Abstract:
Based on the literature research, it was observed that the angiogenesis process was not followed when the hydrogel print extracted from the bioprinter worked with the chorioallantoic membrane model (CAM) and was integrated in the interaction with the hydrogel in the chorioallantoic membrane and angiogenesis development experiment. The aforementioned model should enable quantitative measurement of neovascularization, so that the physical formation between the chorioallantoic membrane model (CAM) and the hydrogel printed by the bioprinter can be monitored. When blood vessel formation is evaluated, it is a complex multi-step process in which more than one cell type and large number of molecules participate. When the angiogenesis process is monitored, it is controlled depending on the balance between the molecules that affect the process positively and negatively. This is called the "angiogenic switch". Based on the literature research, hydrogels are a network of cross-linked homo or copolymeric systems that can absorb a high amount of water and create a "swelling" feature. They are three-dimensional polymeric networks that cannot dissolve in water and swell, that is, they can take most of the water into the structure. Gelatin, agar and alginates are in the group of both natural and synthetic polymers. The prints taken from the 3D Printer of the hydrogels containing alginate produced within the scope of the project were created by crosslinking by spraying method. When we look at the literature research, it is observed that the cross-linking is generally done by UV light; Steam spraying method with CaCl2 was tried and observed.
	Cura program was used while modeling hydrogels. Thanks to this program, 3D hydrogel production was realized in the desired geometry and dimensions. This interface also allows the positioning of the mechanism for transferring solutions to the syringe tip.
	The chick embryo chorioallantoic membrane model (CAM), which has a dense vascular structure and is frequently used in angiogenesis studies, is a useful in vivo system. It is used as an alternative to experimental animals in our Angiogenesis Research Laboratory. This model is known as the CAM (chick chorioallantoic membrane) model, which is based on the use of eggs with embryos. The CAM model is an appropriate study model that is frequently used in angiogenesis studies. In the laboratory environment, the angiogenesis process was observed physiologically in the model by utilizing the biorepressible feature of the hydrogel to be formed by editing chemical prescriptions. Within the scope of the project, the change and effect of the vein structures in the CAM model of the hydrogel, which was developed by trial methods, were examined.
	In project scope; How angiogenesis, which is an important parameter in vessel formation, is affected by progesterone, which is frequently used in tissue scaffolding, was investigated by means of the chorioallantoic membrane model (chorioallantoic membrane-CAM) in chick eggs. The effect of progesterone in different combinations on eggs divided into 3 different groups was investigated. A general result was obtained by comparing each group with the control group and other groups.