Tavşan modelinde rinoplasti komplikasyonlarına yeni bir çözüm tekniği: Biyoyazıcı ile doku üretimi
A new solution technique for rhinoplasty complications in rabbit model: Tissue production by bioprinting
Yazar: HASAN BÜYÜKDOĞAN
Danışman: DOÇ. DR. BURAK KAYA
Ankara Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Plastik Rekonstrüktif ve Estetik Cerrahi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2019
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Plastik ve Rekonstrüktif Cerrahi = Plastic and Reconstructive Surgery
Dizin: Adipoz doku = Adipose tissue ; Biyomalzemeler = Biomaterials ; Doku iskeleleri = Tissue scaffolds ; Doku mühendisliği = Tissue engineering ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Pluripotent kök hücreler = Pluripotent stem cells ; Postoperatif komplikasyonlar = Postoperative complications ; Rinoplasti = Rhinoplasty ; Tavşanlar = Rabbits ; Üç boyutlu yazıcı = Three dimensional printer

Özet:
Rinoplasti ülkemizde ve dünyada en sık yapılan estetik ameliyatların başında gelmektedir. Bu kadar sık yapılan bir ameliyatın komplikasyonları ve bu komplikasyonlara yönelik revizyon ameliyatları da çok sık görülmektedir. Revizyon işlemlerinde en sık karşılaşılan durumlardan biri yeterli miktarda kıkırdak dokusu bulamamaktır. Bu çalışmada polikaprolakton doku iskelesine ekilmiş yağ dokusu kaynaklı mezenkimal kök hücrelerden neo-kıkırdak elde edilmesi yönteminin, otolog dokulara ve asellüler implantlara bir alternatif olup olmadığı sorusuna cevap aranmıştır. 
Üç boyutlu biyoyazıcı ile polikaprolakton doku iskeleleri üretildi. Deney grupları için (i) hücreli doku iskelesi; (ii) hücresiz doku iskelesi ve (iii) otolog doku gruplarına dağılacak şekilde beyaz Yeni Zelanda tavşanlarından 3 grup oluşturuldu (n=21). Hücreli doku iskelesi grubundaki deneklerin interskapular yağ dokularından yağ dokusu kaynaklı mezenkimal kök hücreler izole edildi ve izole edilen kök hücreler fibrin jel içerisinde doku iskelelerine ekildi. İmplantasyondan önce 7.,14. ve 21. günlerde hücre proliferasyonu alamarBlue incelemesi ile; aktin filaman organizasyonu da Phalloidin/DAPI boyanması ile incelendi. Otolog doku grubundaki tavşanların lumbosakral bölgelerinden alınan fasya dokusuna, sol kulaklarından alınan kıkırdak dokusu sarıldı ve tavşanların nazal dorsumuna yerleştirildi. Hhücre yüklü ve hücresiz doku iskeleleri de benzer şekilde tavşanların burun dorsaline implante edildi. Deneyin 12. haftasında denekler sakrifiye edildi. 
İn vitro kültürün 7.,14. ve 21. günlerinde alınmış örneklere yapılan incelemelerde kök hücrelerin kültür boyunca doku iskelesinin gözeneklerinde çoğaldığı gözlendi. Yapılan Mikro-BT çalışmaları ile de implantlarda herhangi bir migrasyon veya ekstrüzyon olmadığı izlendi. Histopatolojik incelemelerde doku iskelesi gruplarında GAG-pozitif kondrositlere rastlanamasa da özellikle hücreli doku iskelesi grubunda diffüz bir şekilde yayılmış, iyi organize fibrovasküler doku proliferasyonu saptandı. İmplantlar çevresinde minimal derecede yabancı cisim reaksiyonu geliştiği izlendi. Gruplar neovaskülarizasyon açısından incelendiğinde kök hücre ekili doku iskelesi grubunda diğer gruplara göre daha fazla yeni damar oluşumu tespit edildi ve bu fark istatistiksel olarak anlamlı bulundu. 
Bu çalışmada elde edilen veriler ışığında yağ dokusundan elde edilmiş kök hücrelerin, 3B biyoyazıcıda üretilmiş doku iskeleleri tarafından desteklenerek doku defektlerinin tamirinde kullanılabileceği kanısındayız. Gelecekte 3B baskılama tekniklerinin rinoplasti ameliyatları ile kombine kullanımının, her hasta için kişiselleştirilmiş tedavilere ve daha başarılı sonuçlara ulaşılmasında anahtar rol oynayacağını öngörmekteyiz.

Abstract:
Rhinoplasty is one of the most common aesthetic surgeries performed in our country and in the world. Complications and revision rates of such a frequent operation are also quite high. One of the most common problems faced in revision procedures is the lack of enough cartilage tissue. In this study, we aimed to answer the question of whether neo-cartilage, obtained by seeding adipose tissue-derived mesenchymal stem cells in a polycaprolactone scaffold, is an alternative to autologous tissues and acellular implants. 
Polycaprolactone scaffolds were produced by 3D bioprinter. Three groups of white New Zealand rabbits were formed (n = 21): (i) stem cell seeded scaffold; (ii) cell-free scaffold; and (iii) autologous tissue groups. Adipose-derived mesenchymal stem cells were isolated from interscapular adipose tissues of the rabbits in the first group. Before implantation, cell proliferation on 7th,14th and 21st days were studied by alamarBlue assay and actin filament organization was examined by Phalloidin/DAPI staining. The cartilage tissues harvested from the left ears of the rabbits in the autologous tissue group were covered with fascial tissues harvested from the lumbosacral regions and the autologous grafts were placed in the nasal dorsum of the rabbits. Stem cell seeded and cell-free scaffolds were also implanted similarly. At the 12th week of the study, the subjects were sacrificed. 
Stem cells were observed to proliferate in the pores of scaffolds during culture. Micro-CT studies showed that there was no migration or extrusion of the implants. Although no GAG-positive chondrocytes could be found in the scaffold groups, diffusely spreading, well-organized fibrovascular tissue proliferation was detected especially in the cell seeded scaffold group. There was minimal foreign body reaction around the implants. When the groups were examined in terms of neovascularization, more vascularization was detected in the stem cell seeded scaffold group and this difference was found to be statistically significant.
In the light of the data obtained in this study, we believe that, when supported by 3D scaffolds, adipose-derived stem cells can be used in the repair of tissue defects. We anticipate that in the future, the combination of rhinoplasty procedures and 3D printing techniques will be the key to achieving personalized treatments and more successful results for each patient