İyon implantasyonu ile modifiye edilmiş elektroeğirme yöntemiyle elde edilen doku iskelelerinin hücre çoğalmasına etkilerinin araştırılması
Ion implantation on electrospun fabricated Poly (L-Lactide/Caprolactone) (PLC) nanofibers for cell proliferation in tissue scaffolds
Yazar: SECİL KURTALAN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA AHMET ÖZTARHAN ; DR. Ş. EMEL SOKULLU URKAÇ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: İyon ekme = Ion implantation

Özet:
Doku mühendisliği uygulamalarında elektroeğirme tekniği ile üretilen polimerlerin kullanımı önemli ölçüde ilgi görmektedir. Hücre tutunumu ve çoğalmasında malzeme yüzeyi ile hücreler arasındaki etikileşim önemlidir. Bu nedenle doku iskelesi olarak kullanılacak malzemenin seçimi önemlidir. Kullanılacak malzeme yüzeyinin iyon implantasyon tekniği ile geliştirilmesi doku mühendisliği uygulamaları için alternatif bir yöntem sunar. 
Bu çalışmada elektroeğirme yöntemiyle PLC (Poli-L Lactide Caprolactone) yüzeyleri oluşturularak iyon implantasyonu ile modifiye edilmiş ve bu yüzeylerde hücre tutunması ve hücre çoğalması araştırılmıştır. Bu çalışmanin ilk aşaması olan en uygun PLC konsantrasyonunu tespit edebilmek için, %8-12 arasında değişen farklı konsantrasyonlarda çözeltiler hazırlanmış ve elektroeğirme işlemine tabi tutulmuştur. Gözlemler sonucunda optimum değer olarak tespit edilen %12 konsantrasyonda PLC kloroform çözeltileri hazırlanarak çalışmanın devamında bu çözeltilerden faydalanılmıştır. Hazırlanan çözeltilerden yaklaşık 5 ml alınarak 10 ml şırınga içerisine çekildikten sonra şırınga pompasına yerleştirilmiştir. İğne ucu ile toplayıcı arasına yaklaşık 20 kV yüksek gerilim uygulanarak fiber üretimi gerçekleştirilmiştir. Yapılan üretimlerde çözeltinin şırınga pompasından akış hızı saatte 1,5 ml ve şırınga pompası ile toplayıcı arasındaki mesafe 10 cm olarak ayarlanmıştır. Toplayıcı olarak 1500 rpm hızda dönen silindir kullanılarak nanolifler yönlendirilmiş ve PLC nanolifler elde edilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında elde edilen PLC nanolif yüzeyler 20kV ve 30kV hızlandırma voltajı altında 1x1014, 1x1015, 1x1016 iyon/cm2 akı değerinde Au ve Au+O iyonları ile implante edilmiştir.
Modifiye edilmiş bu yüzeylerde insan neuroblastoma hücreleri ile hücre tutunumu çalışması yapılıp Floresan Mikroskop ile görüntülenmiştir. Nanolif çapları Taramalı Elektron Mikroskobu ile görüntülenmiştir. Bunlara ek olarak yüzeylerde ıslaklık testi ve yüzey kompozisyonlarının belirlenebilmesi için XPS analizi yapılmıştır.
Sonuç olarak implante edilmiş biyouyumlu PLC yüzeylerde hücre çoğalmasının arttığı görülmüştür. Au ve Au+O ile İmplante edilen PLC yüzeylerin sinir doku mühendisliği için ideal yüzeyler olduğu saptanmıştır.

Abstract:
The use of polymeric materials produced by the electrospinning technique has gained considerable interest for tissue engineering applications. It was found by many researchers that the interaction of cells and material?s surface is the most important factor affecting cell adhesion and proliferation. Ion beam modification of material?s surfaces is an alternative technique for improving the surface properties of polymeric materials for tissue engineering applications. 
In an attempt for enhancing cell adhesion and proliferation, Poly (L-lactide/Caprolactone) (PLC) nanofibrous scaffolds were fabricated by an electrospinning process and implanted by Au and Au+O ions. In the first part of this work, biodegradable PLC polymer was used for the fabrication of nanofibers. PLC polymer was dissolved in chloroform and 8%, 10% and 12% (w/v, g/mL) PLC-Chloroform solutions were prepared. Nanofibers were produced by electrospinning with a voltage of 20kV and flow rate of 1.5 ml/h, and deposited on a drum which was rotating with 1500 rpm and at a distance 10 cm from the spinneret tip for aligned nanofiber production. In the second part of this work, PLC nanofibers were implanted with Au and Au+O ions with fluencies of 1x1014, 1x1015, 1x1016 ion/cm2 and extraction voltages of 20kV, 30kV.
Finally, cell culture tests were performed on Au and Au+O implanted PLC electrospun samples and the results compared with unimplanted ones. Samples were incubated with human neuroblastoma cells for 2 and 4 days and viewed with Fluorescence Microscopy. Also. The wettability of implanted and unimplanted surfaces were evaluated by contact angle tests. Nanofibers were viewed with Scanning Electron Microscope (SEM). Surface compositions of PLC nanofibrous, Au and Au+O implanted and unimplanted samples were analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) for surface chemical characterisation.      
Evaluating the in vitro biocompatibility of PLC nano?brous scaffolds using Neuroblastoma cell showed comparatively higher proliferation on implanted PLC nano?brous scaffolds than untreated PLC scaffolds. Results of our study suggested the potential application of implanted PLC nano?brous scaffold was ideal substrates for nerve tissue engineering. Ion implantation might serve as a valuable method that can be applied for improving the af?nity of polymeric scaffolds for cells.