Kriyojel bazlı doku iskelelerine testosteron ve 17- β estradiol yüklü PLGA nanopartiküllerin kullanımı ile sıçanlarda kemik rejenerasyonunun incelenmesi
Investigation of rat bone regeneration with the use of cryogel based scaffolds and PLGA nanoparticles loaded with testosterone and 17-β- estradiol
Yazar: DİLARA PERVER
Danışman: PROF. DR. MEHMET ALİ ONUR ; PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Sunulan tez çalışmasında, kemik doku rejenerasyonuna yönelik olarak Testosteron (TST) ve 17-β estradiol (E2) yüklü poli (laktik-ko-glikolik asit) PLGA nanopartikül-PHEMA/Jelatin doku iskelesi sistemi geliştirilmesi ve oluşturulan sistemin in-vitro ve in-vivo etkinliğinin araştırılması amaçlanmıştır.TST ve/veya E2 içeren PLGA nanopartikül-PHEMA/Jelatin kriyojel doku iskelesi sisteminin osteojenik aktivitesi ADMSC'ler kullanılarak in-vitro koşullarda hücre kültürü çalışmaları ile incelenmiştir. Doku iskelelerinde hücre üremesi MTT (3-[4,5-dimetiltiazol-2-il]-2,5-difeniltetrazolyum bromür) analizi ile hücrelerin doku iskelesi içerisindeki morfolojileri ise SEM (taramalı elektron mikroskobu) ile belirlenmiştir. Erken dönem osteojenik farklılaşma, ALP (alkalen fosfataz) aktivitesinin ölçümü ile belirlenmiştir. RT-PCR (gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu) ile ADMSC'lerin kollajen I, runX2, osteokalsin, osteopontin ve ß-aktin ekspresyon (ifade) seviyeleri tespit edilmiştir. İn-vitro çalışma sonuçlarına göre hücrelerin yapışması, üremesi ve farklılaşmaları üzerinde testosteron ve 17-β estradiol yüklü PLGA emdirilen doku iskelelerinin ayrı ayrı, nanopartikülsüz doku iskelelerine göre daha etkili olduğu bulunmuştur. Ayrıca iki hormonun birden yüklü olduğu doku iskelelerindeki ADMSC'lerin yapışma, üreme ve farklılaşma özelliklerinin diğer gruplardan daha üstün olduğu belirtilmiştir.
Son aşama olarak, deney hayvanlarında kritik boyuttaki kraniyal defekt oluşturularak, farklı hormon yüklü doku iskeleleri defekt bölgesine implante edilmiş ve altı ile on iki haftalık inceleme süreleri sonunda morfolojik ve histolojik olarak incelenmiştir. İn-vivo rejenerasyon çalışma sonuçları da in-vitro çalışma sonuçlarıyla paralellik göstererek, hormon yüklü implantların hormon içermeyen kriyojel implanta göre kemik doku ile daha uyumlu ve rejenerasyonu destekleyici olduğu gösterilmiştir.

Abstract:
The aim of the present study was to develop a system of testosrerone (TST) and 17-β estradiol (E2) loaded poly (lactic-co-glycolic acid) PLGA nanoparticles-PHEMA-Gelatin tissue scaffold and to investigate the in-vitro and in-vivo effectiveness of this system.
Osteogenic activities of TST and/or E2 loaded PLGA nanoparticles-PHEMA/Gelatin tissue scaffold were determined in-vitro cell culture studies by using ADMSCs. Cell viability and proliferation were analyzed by MTT assay and morpho-logical examination was performed with SEM. Early cell differentiation was quantified by the determination of ALP (alkalene phosphatase) activity. Collagen I, RunX2, osteocalcin, osteopontin and ß-actin expression levels were determined using RT-PCR (real time polymerase chain reaction).
According to the results, it was observed that nanoparticle loaded systems supported the osteogenic differentiation of ADMSCs and extracellular matrix mineralization much more than other scaffolds. Also, PHEMA-Gelatin tissue scaffolds which sorbed PLGA nanoparticles loaded with TST and E2 separately were found to be more effective on cell adhesion, proliferation and differentation than the nanoparticles-free PHEMA-Gelatin tissue scaffolds. Additionally, superior properties at adhesion, proliferation and differentation of the ADMSCs were noted on tissue scaffolds which loaded TST and E2 hormones both.
Finally, critical size cranial defects were created in experimental animals. Different hormones loaded tissue scaffolds were implanted in defects and were examined morphologically and histologically at the end of six and twelve-week study period. Regeneration study results are parallel with the in vitro studies: hormone loaded implant cryogels are more compatible with bone tissue and also, it has been shown to support regeneration.