Bakteriyel selüloz temelli yapay kıkırdak doku hazırlanması
Bacterial cellulose based artificial cartilage tissue
Yazar: SERA UYAN
Danışman: PROF. DR. NELİSA TÜRKOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji ve Genetik  Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Doku mühendisliği, hasar gören veya yapısal ve işlevsel olarak yeterliliğini kaybetmiş dokuları olması gereken en iyi haline getirmeyi amaçlayan multidisipliner bir bilim dalıdır. Doku mühendisliği temel olarak; hedeflenen doku veya organa uygun iskele yapısını bu iskelenin yapılandırılmasını sağlayan faktörleri ve iskeleye ekilecek olan hücreleri içerir. Doku mühendisliği alanında, hücre dışı matriksi taklit edebilen malzemeler olan biyomalzemeler kullanılır. Biyomalzemeler, insan vücudundaki hasarlı doku veya organların işlevlerini yerine getirmesine, tedavi edilmesine olanak sağlayan doğal ve sentetik malzemelerdir. Bu çalışmada bir biyomalzeme çeşidi olan bakteriyel selülozun tercih edilme sebebi; sahip olduğu yüksek mekanik dayanıklılık ve biyouyumlu olmasının yanı sıra nanoağsı yapısı ve yüksek su tutma kapasitesine sahip bir hidrojel olmasıdır. Kıkırdak doku mühendisliğinde amaç, biyomalzemeler ve/veya hücrelerin kullanımı ile elde edilen kıkırdak yapının doğal eklem kıkırdağı ile aynı veya benzer biyomekanik özelliklere sahip olmasını sağlamaktır. Bu nedenle, tez kapsamında bakteriyel selüloz üzerine model olarak fare kondrosit hücrelerinin yüklenmesi ile yapay kıkırdak dokusu hazırlanması amaçlanmıştır. Bu çalışmadaki amacımız; daha sonraki yıllarda yapay kıkırdak olarak kullanılabilecek bakteriyel selüloz temelli model bir malzeme oluşturmaktır. Bu amaç doğrultusunda ilk olarak Acetobacter xylinum bakteri türü tarafından sentezlenen bakteriyel selüloz üretimi, sonrasında da elde edilen bakteriyel selülozun karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Yapılan tez çalışmasında sentezlenen bakteriyel selülozun morfolojik özellikleri Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) kullanılarak incelenmiştir. Elde edilen malzemenin hücre ekilmeden önce otoklav sterilizasyonunun gerçekleştirilebilmesi açısından termal özelliklerinin belirlenmesi için termogravimetrik analizleri yapılmıştır. Bakteriyel selülozun kimyasal yapı analizi Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopi (FTIR) ile belirlenmiştir. Sentezlenen bakteriyel selülozun su tutma kapasitesi, şişme testinden elde edilen veriler ile hesaplanmıştır. Kondrosit hücrelerin bakteriyel selüloz üzerinde kültürü gerçekleştirilmiş ve sonrasında hücre
canlılığının belirlenmesi amacıyla mitokondriyal canlılık analizi 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide (MTT) yöntemi ile belirlenmiştir.

Abstract:
Tissue engineering is a multidisciplinarty science that aims to optimize damaged tissues or tissues that have lost their structural and functional competence. Tissue engineering basically; it includes that make the scaffold structure suitable for the targeted tissue or organ and the cells to be placed on the scaffold. In the field of tissue engineering, biomaterials, which are materials that can imitate the extracellular matrix that provide the desired biological and mechanical properties, are used. Biomaterials are naturel and synthetic materials that enable damaged tissues or organs in the human body to function and be treated. The reason why we chose bacterial cellulose, a type of biomaterial, in this study; it is a biocompatible material with its reticulated structure and high water holding capacity as well as having high mechanical strength and durability properties. When we look at the field of cartilage tissue engineering, the aim is; to ensure that obtained cartilage has the same or similar biomechanical properties as native cartilage tissue. In this context, we preffered chondrocyte cells as cells to be cultured on bacterial cellulose. Our aim in this study is; to create a bacterial cellulose-based model biomaterial that can be used as artificial cartilage in the following years. For this purpose, firstly bacterial cellulose was produced by Acetobacter xylinum bacterial species and then characterization of bacterial cellulose was performed. Morphological properties of bacterial cellulose were visualized using Scanning Electron Microscope (SEM). Thermogravimetric analysis was performed to determine thermal properties of bacterial cellulose. Chemical structure analysis of bacterial cellulose was determined by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Chondrocyte cells were cultivated on bacterial cellulose and then mitochondrial viability analysis was performed to determine cell viability by 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide (MTT), and it was
aimed to develop a bacterial cellulose-based material for artificial cartilage tissue formation.