Evaluation of the tissue response of a newly developed PCL/GELMA hybrid scaffold with cultured HUC-MSCs in rats before use in pelvic reconstruction
Pelvik rekonstrüksiyonda kullanılmadan önce yeni geliştirilen HUC-MSCs'ler ile kültürlenmiş PCL/GELMA hibrit iskelesinin sıçanlarda doku yanıtının değerlendirilmesi
- Tez No: 1012427
- Danışmanlar: PROF. DR. SERİFE ESRA ÇETİNKAYA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kadın Hastalıkları ve Doğum, Biyoteknoloji, Obstetrics and Gynecology, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Hayvan modeli, iGK-MKH, POP, pelvik rekonstrüksiyon, PCL/GelMA, iskele, doku mühendisliği, Animal model, HUC-MSC, POP, pelvic reconstruction, PCL/GelMA, scaffold, tissue engineering
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kadın Hastalıkları ve Doğum Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Pelvik organ prolapsusu (POP), kalıcı cerrahi çözümler gerektiren önemli bir klinik durumdur. Geleneksel polipropilen (PP) meşler yaygın olarak kullanılsa da, sert yapıları nedeniyle genellikle aşırı fibroz ve zayıf doku entegrasyonu gibi komplikasyonlara yol açmaktadır. Bu doktora araştırması, rejeneratif tıbbı bir alternatif olarak ele almakta ve özellikle insan göbek kordonundan elde edilen mezenkimal kök hücrelerle (iGK-MKH) kültüre edilmiş yeni geliştirilen doku mühendisliği ürünü bir PCL/GelMA hibrit iskelenin doku yanıtını değerlendirmektedir. Birincil amaç, bu yeni biyomimetik iskeleyi, in vivo sıçan modelinde standart PP meş, hücresiz PCL/GelMA iskele ve şam/kontrol grupları ile klinik olarak karşılaştırmaktı. Bu çalışmada, polikaprolakton (PCL) iskeleleri üretmek için Erimiş Elektroyazma (MEW) yöntemi kullanıldı ve daha sonra mekanik bütünlük açısından optimize edildi. Bu iskeleler, biyoaktiviteyi ve hücre yapışmasını artırmak için Jelatin Metakrilat (GelMA) ile kaplandı. iGK-MKH'ler insan göbek kordonlarından izole edildi, akış sitometrisi ile karakterize edildi (CD73, CD90 ve CD105 pozitif) ve birim başına 500.000 hücre yoğunluğunda iskelelere ekildi. Deneysel aşama, dört gruba ayrılan 32 dişi Wistar Albino sıçanı içeriyordu: Grup 1 (PCL/GelMA + HUC-MSC'ler), Grup 2 (PP ağ), Grup 3 (sadece PCL/GelMA iskele) ve Grup 4 (Sahte/Kontrol). 72 günlük takipten sonra, implantlar histokimyasal boyama (H&E, Mallory-Azan), immünfloresan boyama (Kollajen I/III, MMP2, MMP9) ve biyomekanik testler kullanılarak değerlendirildi. İskele Karakterizasyonu için MEW parametreleri, yaklaşık 103 µm çapında ve %85 gözenekliliğe sahip mikrofiberler üretmek için optimize edildi ve besin difüzyonu ve hücre göçü için ideal bir ortam oluşturuldu. İn vitro biyouyumluluk açısından, %5 GelMA kaplı iskeletler, %10 konsantrasyonlara veya gömme yöntemlerine kıyasla üstün hücre çoğalması gösterdi. Hücre canlılığı, 2. günde %40'tan 5. günde %70'e önemli ölçüde arttı. Biyomekanik performans değerlendirmesinde, PCL/GelMA iskeletleri, %1100'ü aşan gerilmelere dayanabilen yüksek süneklik sergiledi. PP ağ, daha yüksek Young modülü (8000 kPa) ile önemli ölçüde daha sert iken, in vivo hibrit iskelet 600 kPa'lık esnek bir modülü koruyarak daha iyi fizyolojik adaptasyonu kolaylaştırdı. İn vivo doku yanıtının değerlendirilmesinde, makroskobik gözlem, Grup 1'in %40 iskelet bozunması ve çevredeki dokunun stressiz görünümü ile en iyi doku entegrasyonuna sahip olduğunu ortaya koydu; buna karşılık, PP ağ grubu gergin ve kanamaya yatkın görünüyordu. Histokimyasal ve immünofloresan boyama bulguları, Grup 1 için en yüksek yeni damar oluşumu (anjiyogenez) yoğunluğunu gösterdi; Grup 1'deki COL1/COL3 oranı 0,66 olup, Grup 2'de gözlemlenen 1,13'ten anlamlı derecede düşüktür ve daha yoğun, daha az fibrotik bir onarımı göstermektedir. Grup 1'deki yüksek MMP9 seviyeleri, aktif ve sağlıklı hücre dışı matris (ECM) yeniden yapılanmasını daha da desteklemektedir. iGK-MKH'lerin PCL/GelMA hibrit iskelelerine entegrasyonu, emilmeyen ağlarla ilişkili yara izi benzeri kapsülleme yerine yeni organize olmuş doku onarımını teşvik eder. Kollajen geçişini düzenleyerek ve vaskülarizasyonu artırarak, bu biyomimetik yapılar, pelvik taban rekonstrüksiyonu için umut vadeden, esnek bir alternatif sunarak uzun vadeli konak doku komplikasyonlarını potansiyel olarak azaltabilir.
Özet (Çeviri)
Pelvic organ prolapse (POP) is a significant clinical condition requiring permanent surgical solutions. While conventional polypropylene (PP) meshes are commonly used, their rigid structure often leads to complications such as excessive fibrosis and poor tissue integration. This doctoral research addresses regenerative medicine as an alternative and specifically evaluates the tissue response of a newly developed tissue-engineered PCL/GelMA hybrid scaffold cultured with human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells (HUC-MSCs). The primary aim was to clinically compare this novel biomimetic scaffold with standard PP mesh, PCL/GelMA hybrid scaffold and sham/control in an in vivo rat model. In this study, the Melt Electrowriting (MEW) method was used to produce polycaprolactone (PCL) scaffolds, which were then optimized for mechanical integrity. These scaffolds were coated with Gelatin Methacrylate (GelMA) to enhance bioactivity and cell adhesion. HUC-MSCs were isolated from human umbilical cords, characterized by flow cytometry (CD73, CD90, and CD105 positive), and seeded onto scaffolds at a density of 500,000 cells per unit. The experimental phase involved 32 female Wistar Albino rats divided into four groups: Group 1 (PCL/GelMA + HUC-MSCs), Group 2 (PP mesh), Group 3 (PCL/GelMA scaffold only), and Group 4 (Sham/Control). After 72 days of follow-up, the implants were evaluated using histochemical staining (H&E, Mallory-Azan), immunofluorescence staining (Collagen I/III, MMP2, MMP9), and biomechanical tests. Scaffold Characterization: MEW parameters were optimized to produce microfibers with a diameter of approximately 103 µm and 85% porosity, creating an ideal medium for nutrient diffusion and cell migration. For in vitro biocompatibility, 5% GelMA-coated scaffolds showed superior cell proliferation compared to 10% concentrations or embedding methods. Cell viability significantly increased from 40% on day 2 to 70% on day 5. In biomechanical performance evaluation, PCL/GelMA scaffolds exhibited high ductility, capable of withstanding stresses exceeding 1100%. While the PP mesh was significantly stiffer with a higher Young's modulus (8000 kPa), the in vivo hybrid scaffold maintained a flexible modulus of 600 kPa, facilitating better physiological adaptation. In evaluating in vivo tissue response, macroscopic observation revealed that Group 1 had the best tissue integration with 40% scaffold degradation and a stress-free appearance of the surrounding tissue; in contrast, the PP mesh group appeared tense and prone to bleeding. Histochemical and immunofluorescence staining findings showed the highest density of new vessel formation (angiogenesis) for Group 1; The COL1/COL3 ratio in Group 1 was 0.66, significantly lower than the 1.13 observed in Group 2, indicating a more concise, less fibrotic repair. High MMP9 levels in Group 1 further supported active and healthy extracellular matrix (ECM) remodeling. Integration of HUC-MSCs into PCL/GelMA hybrid scaffolds promotes newly organized tissue repair rather than scar-like encapsulation associated with non-absorbable networks. By regulating collagen transit and enhancing vascularization, these biomimetic structures offer a promising, flexible alternative for pelvic floor reconstruction, potentially reducing long-term host tissue complications.
Benzer Tezler
- Developing approaches and in vitrosystems for studying and promotingangiogenesis and for regenerativemedicine applications
Başlık çevirisi yok
SERKAN DİKİCİ
- Kemik doku mühendisliğine yönelik sitrat içeren iskele yapıların 3b baskı ile üretilmesi ve etkinliğinin değerlendirilmesi
Producing with 3d printing and evaluation of efficiency of scaffold structures containing citrate for bone tissue engineering
MÜGE MUŞMULA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Polimer Bilim ve TeknolojisiSüleyman Demirel ÜniversitesiRejeneratif Tıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR SEZER
- Yeni geliştirilen deney materyali ve Mineral Trioksit Agregat'ın biyouyumluluklarının in vivo olarak değerlendirilmesi
In vivo evaluation of biocompatibility of Mineral Trioxide Aggregate and a newly developed experimental material
SİBEL KOÇAK
Doktora
Türkçe
2009
Diş HekimliğiGazi ÜniversitesiDiş Hastalıkları ve Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜLYA ERTEN
- Büyüme faktörleri içeren fibrin ağının kemik rejenerasyonuna etkisinin histolojik olarak değerlendirilmesi
Histological evaluation of the effect of growth factors in fibrin network on bone regeneration
ŞEVKİ ÇAKIR
Doktora
Türkçe
2018
Diş Hekimliğiİstanbul ÜniversitesiOral İmplantoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR YALÇIN
- Bir trimetazidine türevi olan s-15176'nın nöroprotektif etkilerinin deneysel spinal kord travması modelinde incelenmesi
The evaluation of neuroprotective effects of a trimetazidine derivative s-15176 in experimental spinal cord injury model
HAKAN ERDOĞAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2009
NöroşirürjiSağlık BakanlığıBeyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET CELAL İPLİKÇİOĞLU
