The effect of physical properties of the ELP-collagen based patterned surfaces on cell attachment and deformation
Elastin benzeri polimer (ELP) ve kollajenden yapılmış desenli yüzeylerin fiziksel özelliklerinin hücre tutunması ve deformasyonu üzerindeki etkisi
- Tez No: 341122
- Danışmanlar: PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Biology, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
Doku mühendisliği ürünlerinde hücre ve yüzey etkileşimlerinin özellikle tutunma, göç etme, çoğalma ve farklılaşma gibi hücre hareketleri üzerindeki etkisi önemlidir. Bu etkiler farklı fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklere ve formlara sahip yüzeyler kullanılarak yaygın bir şekilde incelenmiştir. Bu çalışmada, yüzey malzemesi olarak kollajenle çaprazlanmış elastin benzeri rekombinant polimerler (ELRs) ya da sadece kollajen kullanılmıştır. Bu çalışmada kullanılan ELR?nin birincil yapısında Valin-Prolin-Glisin-X-Glisin olarak tekrar eden amino asit dizileri bulunmaktadır. Kollajen biyouyumluluk ve bozunma özelliklerinden dolayı kullanılmıştır. Bu çalışmada kullanılan filmler 4 veya 8 µm aralıklarla ve 5 ?m uzunluğunda 8x8 ?m2 veya 16x16 ?m2 boyutlarında mikro sütun kaplı yüzeyler olarak tasarlanmıştır. Bu filmler üzerinde hücre davranışlarını (çoğalma, tutunma, ve yapısal değişiklik) incelemek için Saos-2 insan osteosarkoma hücre hattı kullanılmıştır. Filmler hücre kültürünün 1. ve 14. günlerinde floresans mikroskobu ve taramalı elektron mikroskobu kullanılarak incelenmiş ve hücre kültürünün 14. gününde alkalin fosfataz (ALP) miktar tahlili yapılmıştır. Deforme olmuş hücrelerin deformasyon derecesi ve oranı ölçülmüştür. Hücre tutunması bakımından, hücre kültürünün birinci gününde incelenen, mikro sütunlar hücres sayısını etkilemiş ve hücre sayısı mikro sütun boyutları en az, sütun aralıkları en çok olan B alanında (8x8 ?m2, 8 µm) diğer alanlara göre daha fazla ve desensiz yüzeyde en fazla iken, ELR oranının değiştiği farklı filmlerde belirgin bir hücre sayısı değişimi yoktur. Ayrıca ELR?nin yüzey sertliğine katkısı dikkate alındığında üç film çeşidi arasında tutarlı bir değişiklik yoktur. Hücre kültürünün 14. gününde, mikro sütunlu yüzeylerde hemen hemen hiç hücre olmadığı ve dilmlerin desensiz orta kısımlarında bir miktar hücre olduğu görülmektedir. Buna filmlerin tuzlu fosfat tamponu (PBS) içerisinde tutulduğu için sütun şekillerinde oluşan bozulmalar sebep olmuş olabilir. ALP aktivitesi açısından, sonuçlar en fazla ALP miktarının en fazla ELR oranına sahip filmlerde olduğunu ve diğer alanlara göre B alanında daha fazla ALP miktarı ve doku kültür kabında (TCP) en fazla ALP miktarı olduğunu göstermiştir. Son olarak, hücre yapısı değişiklikleri açısından, hücre ve çekirdekleri mikro sütun kaplı tüm film çeşitlerinde şekil bozuklukları göstermiştir. Filmlerin ELR ve kollajen içeriğinin hücre çekirdeklerindeki şekil bozukluklarını etkilemediği görülmüştür. Ancak, sütun yerleşimi ve boyutlarının hücre çekirdeği şekil bozuklukları üzerinde etkili olduğu görülmüş ve sütunlar arasındaki boşluklar yeterince büyük olduğunda hücre çekirdeklerinin boşluklara düştüğü ve boşluklar daha küçük oduğunda çekirdeklerin boşluklar yerine daha çok sütun yüzeyleri üzerinde olduğu gözlenmiştir. Dahası, şekil yönünden hücre ve çekirdek bozulmaları arasında bir tutarlılık vardır. Ayrıca desensiz, düz yüzeylerde hücre bozulması yoktur ve bozulmaların sebebi film yüzeylerindeki mikro sütunlardır. Bozulma miktar analizlerinde, çekirdeklerin bozulma sıklığı, çekirdeklerin daireselliği ve çekirdeklerin çevre uzunluğu değişen ELR içeriğine sahip farklı filmlerde belirgin bir değişiklik göstermemiştir. kompozisyonlar arasında anlamlı bir fark gösterdi. Ancak, sütun boyutları dikkate alındığında, en yüksek çekirdek bozulma sıklığı en büyük sütun aralığına sahip en küçük sütun boyutlarında, en fazla bozulmayı ifade eden en küçük çekirdek daireselliği B alanında ve en büyük çekirdek çevre uzunluğu en fazla sütun aralıklarına sahip B ve D alanlarındadır.
Özet (Çeviri)
Cell and substrate interactions are important in tissue engineering products especially on the behavior of the cells such as adhesion, migration, proliferation, and differentiation. These have been widely studied using substrates with different physical, chemical, and mechanical properties and form. In this study, elastin-like recombinamers (ELRs) were used blended with collagen or only collagen as the surface material. The ELR used in this study has Valine-Proline-Glycine-X-Glycine aminoacid sequences in its primary structure as the repeating sequence. Collagen was used because it is a biodegradable and biocompatible polymer. The films used for this study were designed to have micropillar covered surfaces with the pillar dimensions involving 4 regions covered with 8x8 µm² and 16x16 µm² pillars separated by either 4 or 8 µm gaps with a height of 5 µ. Saos-2 human osteosarcoma cell line was used to study cell behavior (proliferation, adhesion and conformational change) on these films. Films were observed after 1 day and 14 days of culture by using fluorescence microscopy and SEM and ALP activity of the cells on the micropillar covered surfaces were determined by alkaline phosphatase (ALP) assay after 14 days of culture. Deformation extent and fraction of deformed cells were measured. In terms of adhesion, there was no significant difference in between the different surfaces as a result of ELR presence whereas the micropillar dimensions affected the number of cells and cell numbers were the least at area B which has the lowest pillar size with highest gap (8x8 µm², gap 8 µm) where it was higher for unpatterned surfaces on the 1st day of the culture. Also there was no consistent difference between the three types of films considering the contribution of ELR to the stiffness of the surface. For the 14th day of the culture, it was observed that there is almost no cell on the micropillar surfaces but there were a number of cells on the middle of the films which has no micropillar probably due to the deformation in the micropillar geometries of the films stored in PBS. In terms of ALP concentration, results showed that the highest ALP activity on the films with the highest ELR ratio and higher ALP activity with the cells on the B area but the highest activity with cells on TCP. Lastly, in terms of conformational changes of the cells, it was observed that cells and their nuclei are deformed on the micropillar covered surfaces on all types of films. ELR and collagen content of the films did not seem to affect nuclei deformation. However, pillar placement and dimensions seem to be effective on the nuclei shapes that nuclei of the cells fall in the gaps when the gaps are large enough and when the gaps were smaller, nuclei were observed mostly on the pillar surfaces instead of the gaps. Moreover, there was a consistency between the nucleus and cell deformations in terms of shape. Also there was no cell deformation on the smooth, unpatterned surfaces and the reason of the deformations was the pillars on the film surfaces. In deformation quantification analysis, nuclei deformation frequency, nuclei circularity and nuclei perimeter showed no significant difference between the different films with changing ELR contents. However, considering the pillar dimensions, the highest deformation frequency was on the smallest pillar with largest gap, the least circularity meaning the highest deformation can be seen for the design B (8x8 µm², gap 8 µm) and the highest perimeter for the nuclei was for areas having the highest pillar gaps as area B (8x8 µm², gap 8 µm) and D (16x16 µm², gap 8 µm).
Benzer Tezler
- Yanık yaralarının tedavisinde değişik epidermal büyüme faktörü (EGF) formülasyonlarının etkisinin incelenmesi
Investigation of the effects of different epidermal growth factor (EGF) formulations on the treatment of burn wounds
NAZLI CEREN İŞBAŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Eczacılık ve FarmakolojiGazi ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. ZELİHAGÜL DEĞİM
- Destek hazırlama yöntemlerinin paladyum esaslı (Pd) yoğun metalik membran performansına etkileri
The effects of support preparation methods on the performance of dense palladium based (Pd) metallic membrane
BERNA TOPRAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GAMZE GÜMÜŞLÜ GÜR
- Konduitle desteklenmiş flotasyon kolonunda hava alma holü fiziksel özelliklerinin flotasyon performansına etkisi
The effect of physical properties of air intake hole on flotation performance in flotation column supported with conduits
KÜRŞAT ŞEKERCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
İnşaat MühendisliğiFırat Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUHAMMED CİHAT TUNA
- Agregaların fiziksel özelliklerinden yola çıkılarak beton dayanımının yapay sinir ağlarıyla kestirilmesi
Prediction of concrete strength with artificial neurol networks by using physical properties of aggregates
OKAN ÖZBAKIR
Doktora
Türkçe
2015
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SABRİ ERKİN NASUF
- Bazalt ana materyal kökenli topraklardaki farklı arazi kullanımının toprağın fiziksel özellikleri üzerine etkisi
The effect of different land use in the soil of basalt parent material on the physical properties of the soil
BERİVAN POLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
ZiraatHarran ÜniversitesiToprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ RIZA ÖZTÜRKMEN