Mikroalg yüklü yara örtülerinin 3B biyobaskı ile geliştirilmesi
Development of microalgae-loaded wound dressing via 3D bioprinting
Yazar: DAVUT YERLİKAYA
Danışman: PROF. DR. DİDEM BALKANLI ; DR. ÖĞR. ÜYESİ BENAN İNAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
3B biyobaskı teknolojisi, biyomühendislik tasarımı ile geliştirilen dokuları ve organları üretmek için ortaya çıkmıştır. 3B biyobaskı teknolojisi ile, hücrelerin hayatta kalması ve fonksiyonelliğini koruması için hidrojel bileşimleri insan vücudunun hücre dışı ortam özelliğini taklit edecek şekilde optimize edilmektedir. Büyük teknolojik gelişmelere rağmen, 3B biyobaskılı dokuların kullanılabilirliğini sağlamak için çözülmesi gereken birçok zorluk bulunmaktadır. Biyobaskılı doku ve organların ana sınırlamalarından birisi, dokulara oksijen taşınımının yeterli seviyede olmamasıdır. Bu bağlamda doku oksijenlenmesini iyileştirmek amacıyla, geniş bir klinik uygulama yelpazesi için yeni yaklaşımlara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu yaklaşımlardan, mikroalgler ve siyanobakteriler gibi fotosentetik mikroorganizmaların dahil edildiği, ışığa maruz kaldığında oksijenin lokalize ve kontrollü bir şekilde üretilebildiği ve salınabildiği, biyobaskı yöntemiyle üretilmiş biyomalzemelerin geliştirilmesi yakın zamanda keşfedilen umut verici bir yaklaşımdır. Bu çalışmada canlı kutup mikroalgi (Chlorella variabilis YTU.ANTARCTIC. 001) yüklü doku iskelelerinin 3B biyobaskı yöntemi ile üretimi araştırılmıştır. Kutup mikroalgleri biyokimyasal olarak aktif maddeler üretmektedir. Bu organizmalar deniz mikroalglerinden daha fazla biyoaktif molekül üretir ve bu moleküller farmasötik bileşikler olarak kullanılabilmektedir. Yapılan deneyler sonucunda kutup mikroalglerinin doku iskelesinde bir hafta içerisinde iyi bir şekilde büyüdüğü gözlemlenmiştir. Ayrıca 5 mg/L'den 10 mg/L'ye kadar dikkat çekici bir oksijen artışı tespit edilmiştir. Bu çalışma ile kutup mikroalgi yüklü doku iskelelerinin geliştirilmesi, mikroalgler tarafından terapötik ajanlar olarak oksijen veya biyoaktif bileşiklerin dokuya sağlanması konusunda umut vaat etmektedir.

Abstract:
3D bioprinting technology has emerged to produce tissues and organs developed with bioengineered design. With 3D bioprinting technology, hydrogel compositions are optimized to mimic the extracellular environment of the human body for cells to survive and maintain their functionality. Despite major technological advances, there are many challenges that need to be solved to ensure the usability of 3D bioprinted tissues. One of the main limitations of bioprinted tissues and organs is that oxygen transport to the tissues is not sufficient. In this context, new approaches are needed to improve tissue oxygenation for a wide range of clinical applications. Among these approaches, the development of biomaterials produced by bioprinting, in which photosynthetic microorganisms such as microalgae and cyanobacteria are included, and in which oxygen can be produced and released in a localized and controlled manner when exposed to light, is a recently discovered promising approach. In this study, the production of live polar microalgae (Chlorella variabilis YTU.ANTARCTIC. 001) loaded tissue scaffolds using the 3D bioprinting method was investigated. Polar microalgae produce biochemically active substances. These organisms produce more bioactive molecules than marine microalgae, and these molecules can be used as pharmaceutical compounds. As a result of the experiments, it was observed that microalgae grew well on the tissue scaffold within a week. Additionally, a remarkable increase in oxygen was detected from 5 mg/L to 10 mg/L. The development of polar microalgae-loaded tissue scaffolds with this study holds promise for the providing oxygen or bioactive compounds as therapeutic agents by microalgae to the tissue.