Üç boyutlu biyo-iskele üzerinde in-vitro hücre kültürü uygulamaları için mekanik uyarım sisteminin geliştirilmesi
Development of mechanical stimulation system for in vitro cell culture applications on 3D bio-scaffold
Yazar: AHMET BATUR
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN OFLAZ
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Sağlık alanında yapılan bilimsel çalışmalarda memeli canlıların kullanılması etik tartışmalarını beraberinde getirmektedir. Buradan hareketle in vitro hücre kültürü uygulamaları bilimsel çalışmalarda ağırlık kazanmaya başlamıştır. Canlıların temel yapı taşları olan hücreler belirli biyolojik, kimyasal ve fiziksel şartlarda farklılaşarak doku ve organları oluştururlar. In vitro hücre kültürü çalışmaları bu doğal ortamı taklit ederek laboratuvar ortamında canlıların temel süreçlerinin incelenmesine; çeşitli hastalıkların ve tedavi yollarının araştırılmasına olanak tanımaktadır. Hücre kültürünü laboratuvar ortamında biyolojik ve biyokimyasal olduğu kadar fiziksel olarak da şartlandırmak mümkündür. Hücreler çevreden aldıkları fiziksel uyarıları biyokimyasal sinyaller olarak algılar ve bu sinyallere iç kuvvetler yaratarak yanıt verirler. Bu kuvvetler, doku ve organların büyümesinde ve gelişmesinde rol oynayacak ölçüde hücre davranışı üzerinde etkilidir. Bu çalışma, moleküler biyoloji çalışmalarında ya da medikal uygulamalarda kullanılmakta olup belli dokulara veya hücrelere mekanik uyarım uygulayarak dokuların veya hücrelerin mekanik özelliklerini belirleyen ve aynı zamanda kök hücre veya farklılaşmış hücrelerin başka hücre tipine farklılaşmasının sağlanmasında kullanılan mekanik uyarım sisteminin geliştirilmesi ile ilgilidir. Tasarlanan ve prototip olarak üretilen mekanik stimülasyon cihazı deneylere tabi tutuldu ve mekanik olarak uyarılmayan kontrol grubundaki hücreler ile mekanik olarak uyarılan deney grubundaki hücrelerin hücre büyümeleri ve proliferasyonları karşılaştırıldı. Deney grubunda hücre büyümesinin ve proliferasyonun daha fazla olduğu gözlendi.

Abstract:
The use of mammals in scientific studies in the field of health brings ethical discussions. From this point of view, in vitro cell culture applications have started to gain importance in scientific studies. Cells, which are the basic structural and functional unit of life forms, differentiate under certain biological, chemical, and physical conditions and form tissues and organs. In vitro cell culture studies base on this natural environment and allow to examine the basic processes of living things in the laboratory, the research of various diseases and ways of treatment. It is possible to physically condition the cell culture as well as biologically and biochemically. Cells perceive the physical stimuli they receive from the environment as biochemical signals and respond to these signals by creating internal forces. These forces affect cell behavior and play a role in the growth and development of tissues and organs. This study is about the development of a mechanical stimulation system, which is used in molecular biology studies or medical applications and determines the mechanical properties of tissues or cells by applying mechanical stimulation to certain tissues or cells and is also used to differentiate stem cells or differentiated cells into other cell types. The mechanical stimulation device, which was designed and produced as a prototype, was subjected to experiments and the growth of cells in the non-mechanically stimulated control group and the cells in the mechanically stimulated experimental group were compared. It was observed that cell growth was more in the experimental group.