Investigation of cell migration and proliferation in agarose based hydrogels for tissue engineering applications
Doku mühendisliği uygulamaları için agaroz bazlı hidrojellerde hücre hareketinin ve çoğalmasının incelenmesi
- Tez No: 268530
- Danışmanlar: PROF. DR. NESRİN HASIRCI, PROF. DR. VASIF HASIRCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 103
Özet
Hidrojeller üç boyutlu, çözünemeyen, gözenekli yapıda, çapraz bağlı polimerlerdir. Yüksek su tutabilme özelliklerinden dolayı, doğal dokularla oldukça benzerlik gösterirler ve bu nedenle biyouyumlulukları yüksektir. Gözenekli yapısı çözünmüş maddelerin ve hücre canlılığı için gerekli besinlerin akışını sağlar. Bu çalışmada, doğal ve biyobozunur bir malzeme olan agaroz (Aga) kullanılmış ve artı yüklü kitozan ve eksi yüklü aljinat (Alg) gibi farklı yüklere sahip diğer polimerler kullanılarak yarı geçişmiş ağ yapı şeklinde hidrojeller (semi-IPN) hazırlanmıştır. Hidrojeller, kitozan ve aljinatın agaroz içerisinde agarozun termal aktivasyonu sonucunda tutuklanmasıyla elde edilmiştir. Hidrojellerin kimyasal yapıları ATR-FTIR ile belirlenmiştir, hidrojellerin mekanik davranışları basma dayanımı testleriyle gözlenmiştir, morfolojileri taramalı elektron (SEM) mikroskobu ve konfokal mikroscobu ile incelenmiş, termal özellikler diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve termal ağırlık analizi (TGA) ile yapılmıştır. Ayrıca, hidrojellerin şişme yüzdeleri, temas açısı ve yüzey enerji ölçümleri yapılmıştır. Hücre çoğalması ve hidrojeller içindeki hücre göçü çalışmaları L929 fibroblast hücre hattı kullanılarak yürütülmüştür. Hidrojeller üzerinde hücre çoğalma değeri MTS ölçümleri ile belirlenmiştir. Hidrojel yapılara hücre yapışması ve hücre difüzyonu gibi hücre davranışlarını incelemek için konfokal mikroskop kullanılmıştır. Agaroz hidrojellere pozitif yüklü Ch eklenmesi ile, maksimum basma dayanımının (UCS) arttığı, elastik modülünün (E) düştüğü, termal dayanıklılığının ve hidrofobikliğinin arttığı gözlemlenmiştir. Diğer taraftan, agaroz hidrojellere negatif yüklü Alg eklenmesi maksimum basma dayanımını (UCS), elastik modülünü (E), termal dayanıklılığı ve hidrofilikliği azaltmıştır. Hücre-malzeme etkileşimi sonuçları, agaroz hidrojelleri içerisine farklı yük yoğunluklarının eklenerek, bu hidrojellerin doku mühendisliği uygulamalarında kullanımının geliştirilebileceğini göstermiştir. Aga hidrojelleri içerisindeki hücre hareketi Ch eklenmesiyle artmış, Alg eklenmesiyle azalmıştır. Maksimum hücre göçü ve maksimum hücre çoğalması, büyük olasılıkla negatif yüklü hücre yüzeyi ve pozitif yüklü Ch/Aga hidrojellerinin elektrostatik etkileşiminden dolayı, Ch/Aga hidrojelleri üzerinde gözlemlenmiştir. Bu çalışmada, agaroz hidrojel destek yapılarının hücre etkileşiminin, agaroz hidrojellere kitozan eklenmesiyle geliştirilebilineceği ve elde edilen yapıların doku mühendisliği uygulamaları için uygun yapılar olabileceği gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Hydrogels are three dimensional, insoluble, porous and crosslinked polymer networks. Due to their high water content, they have great resemblance to natural tissues, and therefore, demonstrate high biocompatibility. The porous structure provides an aqueous environment for the cells and also allows influx of nutrients needed for cellular viability. In this study, a natural biodegradable material, agarose (Aga), was used and semi-interpenetrating networks (semi-IPN) were prepared with polymers having different charges, such as positively charged chitosan (Ch) and negatively charged alginate (Alg). Hydrogels were obtained by the thermal activation of agarose with the entrapment of Ch or Alg in the Aga hydrogel structures. Chemical composition of hydrogels were determined by ATR-FTIR examinations, mechanical properties of hydrogels were examined through compression tests, morphologies were confirmed by scanning electron microscopy (SEM) and confocal microscopy, thermal properties were evaluated by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). Moreover, swelling ratios, water contact angles and surface free energies (SFE) were determined. Cell proliferation and cell migration within these hydrogels were examined by using L929 fibroblast cell line. MTS assays were carried out to observe the cell proliferation on hydrogels. Confocal microscopy was used in order to examine the cell behavior such as cell attachment and cell migration towards the hydrogels. It was observed that addition of positively charged Ch into agarose increased the ultimate compressive strength (UCS), decreased elastic modulus (E), increased the thermal stability and hydrophobicity of the semi-IPN hydrogels. On the other hand, addition of negatively charged Alg into agarose decreased UCS, E, thermal stability and hydrophilicity. Cell-material interaction results showed that Aga hydrogels in tissue engineering applications was improved by adding different charged polyelectrolytes. Cell migration within Aga hydrogels was enhanced by adding Ch, and hindered by addition of Alg. Maximum cell proliferation and maximum penetration of the cells were obtained with the Ch/Aga hydrogels most probably due to attraction between the negatively charged cell surface and the positively charged Ch/Aga hydrogel surface. It was shown that cell interaction of agarose hydrogel scaffolds could be enhanced by introducing chitosan within the agarose hydrogels and obtained structures could be candidates for tissue engineering applications.
Benzer Tezler
- Pankreas kanser dokularında ING4 gen ifade seviyesinin ve P53 gen mutasyonlarının araştırılması
The investigation of ING4 gene expression level and p53 gene mutations in pancreatic cancer tissues
İBRAHİM HALİL YILDIRIM
Doktora
Türkçe
2010
GenetikGaziantep ÜniversitesiTıbbi Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CELALETTİN CAMCI
PROF. DR. ECİR ALİ ÇAKMAK
- Investigation of NFİB function and regulation of its putative target genes in human neural stem cell and SH-SY5Y neuroblastoma cell lines
İnsan sinir kök hücre ve SH-SY5Y nöroblastom hücre hatlarında NFIB işlevinin ve potansiyel hedef genlerinin regülasyonunun incelenmesi
BETÜL ULUCA
Doktora
İngilizce
2023
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ASLI KUMBASAR
- Kitozanın keratinositler üzerine etkisinin 3-boyutlu deri hücre kültürü modelinde araştırılması
The investigation of the effect of chitosan solutions in 3D skin cell culture model
HATİCE MERVE CAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyoteknolojiMarmara ÜniversitesiFarmasötik Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SUNA ÖZBAŞ TURAN
DOÇ. DR. EMİNE ŞALVA
- Sigara içen ve içmeyen bireylerde gömülü alt yirmi yaş dişi folikülünde ve oral mukozada Ki-67 ve CD44 araştırılması
Investigation of Ki-67 and CD44 in dental follicles of impacted lower third molar teeth and oral mucosa among smoker and non-smoker individuals
TUĞÇE BİÇER AYTUĞAR
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2018
Diş Hekimliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiAğız Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NERGİZ YILMAZ
- Investigation of the effect of methionine-free diet on AMPK/mTOR/autophagy targets in wild-type and MIR-21-/-MDA-MB-231 breast cancer cells
Doğal tip ve MIR-21-/-MDA-MB-231 meme kanseri hücrelerinde metiyoninsiz diyetin AMPK/mTOR/otofaji hedefleri üzerindeki etkisinin incelenmesi
BURCU TOPALOĞULLARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyoteknolojiGebze Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELİF DAMLA ARISAN