Study of patterned, multilayered, collagen-based scaffolds designed to serve as a cornea stroma
Kornea stroması yapımı için çok katmanlı desenli kollajen temelli doku iskelelerinin araştırılması
- Tez No: 338406
- Danışmanlar: PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI, PROF. DR. JOSE CARLOS RODRIGUEZ CABELLO
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Biology, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Kornea, Stroma, Doku Mühendisliği, Mikrodesen, Elastin Benzeri Proteinler, Kollajen, Cornea, Stroma, Tissue Engineering, Micropatterning, Elastin Like Recombinamers, Collagen
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
Damarsız, saydam ve gözün en dış kısmını oluşturan kornea yaklaşık 500 µm kalınlığındadır. Gözü dış objelerden korur ve gelen ışığın %70 ini odaklamasından dolayı gözün temel optik elementidir. Kornea hastalıkları ve yaralanmaları kataraktan sonra en önemli ikinci körlük sebebidir ve dünya çapında yaklaşık 4 milyon kişiyi etkiler. Önemli ölçüde zarar görmüş kornealar için eğer gözlük ya da lensler tedavi olarak kullanılamıyorsa tek tedavi yöntemi donör korneası ya da yapay kornea (keratoprotez) ile dokunun değiştirilmesidir. Ancak donör korneasının sınırlı sayıda olması ve transplantasyon sırasında hastalık bulaştırma riskinin bulunması ve glokom, doku kaybı ya da diğer komplikasyonların keratoprotezlerden kaynaklı oluşması bu yöntemlerin istekleri karşılamasını engellemektedir.Doku mühendisliği yaralanmış ya da hastalıklı dokunun değiştirilmesi, düzeltilmesi ya da fonksiyonlarının geliştirilmesini amaçlayan, biyomalzeme biliminden ortaya çıkmış umut vaat eden bir alandır. Bu yöntemde doğal insan dokusunu taklit eden ideal doku iskelesi oluşturulduktan sonra hastanın hücreleri izole edilir, çoğaltılır ve hücrelerin mikro çevresini oluşturması için tasarlanan iskelelere ekilir.Bu çalışmada doğal kornea stroması yapısını taklit edebilecek 3 boyutlu bir stroma eşleniği tasarlanmıştır. 4 adet desenli kollajen (Kol) ya da elastin benzeri proteinlerle (ELR) karıştırılmış filmler (Kol:ELR) üstüste gelecek şekilde birbirine yapıştırılmış ve dehidrotermal çapraz bağlama yöntemi kullanılarak sağlamlaştırılmıştır.Film karakterizasyonu filmlerin desenlerinin sürekli olduğunu ve bu sürekliliğin çapraz bağlama sonrasında bozulmadığını göstermiştir. Enzimatik ve in situ bozunma testleri optimal dehidrotermal parametresinin 150 oC'de 24 saat bekletmek olduğunu göstermiştir. Bütün filmlerin, özellikle çapraz bağlanmamış ve çapraz bağlanmış Kol:ELR filmlerin, ışık geçirgenliği oldukça yüksektir.Tek katmanlı filmlere ya da 4 tane yapıştırılmış filmden oluşan 3 boyutlu yapılara izole edilmiş insan kornea keratositleri ekilmiş ve 21 gün boyunca hücre kültüründe bekletilmiştir. Tek katmanlı Kol ve Kol:ELR filmlerindeki hücre yapışması ve büyümesi aynıyken çok katmanlı yapılarda Kol filmlerinde Kol:ELR filmlerine gore daha fazla hücre büyümesi saptanmıştır. Desenli filmlerdeki hücreler desen doğrultusunda büyürken desensiz filmlerde belirgin bir yönelme görülmemiştir. 30 gün kültür süresinin sonunda Kol ve Kol:ELR filmlerin gerilme direnci ve Young katsayısı hücresiz ilk gün verisiyle karşılaştırınca oldukça düşmüştür. Hücre ekilmiş Kol:ELR filmlerin ışık geçirgenliği Kol filmlere göre belirgin biçimde yükselmiştir ve doğal kornea ışık geçirgenliğine önemli ölçüde yaklaşmıştır.Bu çalışmalara dayanarak, Kol ve Kol:ELR desenli filmlerin ve 3 boyutlu yapılarının kornea stroması eşleniği olarak kullanılma belirgin bir potansiyeli olduğu sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
Cornea is the most exterior, avascular and transparent layer of the eye and is about 500 µm in thick. It protects the eye from external objects and it is the main optical element of the eye refracting 70 % of the incoming light. After cataract, corneal diseases and wounds are the second leading cause of the blindness that affects more than 4 million people worldwide. For the highly damaged corneas where the corrections with spectacles or contact lenses cannot be achieved, tissue replacement is the only choice, and is done by cornea transplantation or keratoprostheses. However, due to limited number of donor corneas and the risk of infections during transplantation, and development of glaucoma, necrosis and other complications caused by the keratoprostheses, prevent them from meeting expectations.Tissue engineering is a promising field which emerged from biomaterials science and aims to replace, restore or improve the function of the diseased or injured tissues. In this method, after the production of an ideal scaffold that mimics the natural human tissue, cells of the host are isolated, increased in number, and seeded on the scaffold developed to serve as the microenvironment of the cells.In the current study a 3D corneal stroma replacement was designed to mimic the native stroma. It consisted of 4 films of patterned collagen or collagen blended with Elastin Like Recombinamer (ELR) stacked on top of each other and then crosslinked by dehydrothermal (DHT) treatment.The characterization of the films showed that the pattern fidelity was good and they did not deteriorate after crosslinking. Enzymatic and in situ degradation studies showed that the DHT treatment at 150 oC for 24 h (DHT150) was the optimum condition. The transparency of all the films was quite high where uncrosslinked (UXL) films and DHT150 Col:ELR films yielded the best results.The individual films and 3D construct of 4 stacked films were seeded with isolated human corneal keratocytes (HK) and cultured for 21 days. Cells attached and proliferated well on the single Col and Col:ELR films. However, the proliferation was higher on Col multilayer constructs than their Col:ELR counterparts. Cells were aligned along the patterns of the films while no significant alignment was observed for the cells on unpatterned films. Ultimate tensile strength (UTS) and Young?s Modulus (E) of Col and Col:ELR films were significantly lower after a 30 day culture than that of unseeded films of Day 1. Transparency of the seeded Col:ELR films was superior to Col films over a 30 days test and quite close to the transmittance of the native human cornea.It was concluded that the Col and Col:ELR patterned films and their 3D constructs have a significant potential for use as a corneal stroma equivalent.
Benzer Tezler
- Cornea engineering on biodegradable polyesters
Biyobozunur polyesterlerde kornea doku mühendisliği
PINAR ZORLUTUNA
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPROF.DR. VASIF HASIRCI
Y.DOÇ.DR. AYŞEN TEZCANER
- Yapay sinir ağları ve destek vektör makineleri ile kemik erimesinin teşhisi
Diagnosis of osteoporosis using artificial neural networks and support vector machines
MUSTAFA İSTANBULLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDEF KENT
- Developıng of an engıneered multı-layer artıfıcıal menıscus usıng electrospun PLA (polylactıc acıd) fıber (alıgned and random) scaffold wıth hyaluronıc acıd hydrogel: Mechanıcal evaluatıon
Elektrospun PLA (polilaktik asit) lif (dizili ve dizili olmayan) iskeleti ile hiyalüronik asit hidrojel kullanarak mühendislikle geliştirilmiş çok katmanli yapay menisküsün geliştirilmesi: Mekanik değerlendirme
MOHAMMED MAHMOOD SALEH AL HAMMADI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
BiyoteknolojiBahçeşehir ÜniversitesiDoku Mühendisliği ve Rejeneratif Tıp Ana Bilim Dalı
Assist. Prof. Dr. BİRCAN DİNÇ
- Imagination in design thinking: Tracking through representation
Tasarım düşüncesinde hayal gücü: Temsil üzerinden takibi
AYŞE EDA ADIGÜZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BELKIS ULUOĞLU
- Free standing layer-by-layer films of polyethyleneimine and poly(L-lysine) for potential use in corneal stroma engineering
Olası korneal stroma mühendisliği uygulamaları için çok katmanlı kaldırılabilir polietilenimin ve poli(L-lisin) filmleri
GİZEM ALTAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VASIF HASIRCI
YRD. DOÇ. DR. ALİ KHADEMHOSSEİNİ