Investigation of chondrogenic properties of bone marrow derived mesenchymal stem cells on pamam dendrimer incorporated chitosan scaffolds
İnsan kemik iliği kaynaklı mezenkimal kök hücrelerinin pamam dendrimer eklenmiş kitosan doku iskeleleri üzerindeki kondrojenik özelliklerinin incelenmesi
- Tez No: 342799
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SEVİM IŞIK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biyomühendislik, Kimya, Biology, Bioengineering, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Fatih Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 72
Özet
Doku mühendisliği ve rejeneratif tıp, tedavi edilemeyen dokular ve organ kayıpları için bilim dünyasında yeni bir kapı açmıştır. Kök hücre ve materyal biliminin gelişen teknolojileri ile fonksiyonel yapay dokular üretilebilmektedir. Mezenkimal kök hücreler (MKH) birden çok hücre tipine dönüşebilmeleri sayesinde doku mühendisliğinde kullanılabilmektedirler. İmmunosupresif özellikleri ile izolasyon ve teminindeki kolaylık dolayısıyla onları doku mühendisliği için iyi bir adaydırlar ve bilimsel çalışmalarda kullanılmaları etik açıdan uygundur. Uygun bir doku iskelesi doku mühendisliği çalışmalarının temel parçalarından biridir. Doku iskelesi, doğal ya da sentetik materyallerden üretilebilir. Sık kullanılan sentetik materyallerden bazıları poli(laktik-ko-glikolik asit) (PLGA), polilaktik asit (PLA) ve poliglikolik asit (PGA) iken sık kullanılan doğal materyallerden bazıları kitosan, ipek ve kolajendir. Kitosan, kıkırdak dokunun ekstraselüler matriksinde bulunan glikozaminoglikanları (GAG) mimik eden ve kondrojenik özellikler gösterebilen doğal bir polisakkarittir. Kitosan, kullanışlı, biyobozunabilir ve toksik olmayan bir madde olup kıkırdak doku mühendisliği amaçlı doku iskelesi üretimi için uygun bir seçenektir. Bu çalışmada, kıkırdak doku mühendisliğinde kullanılma amaçlı doku iskeleleri oluşturulmuş olup, PAMAM dendrimer eklenmiş dört çeşit de içinde olmak üzere, isimleri CTS (sadece kitosan), G0, G1, G2 ve G3 (sırasıyla 1,2,3 ve 4 jenerasyon PAMAM dendrimer eklenmiş) şeklindedir. Bu doku iskelelerinin taramalı elektron mikroskobu ile görüntüleri alınmış ve karakterizasyon testleri yapılmıştır. Lizozim enzimi uygulanarak biyobozunurlukları test edilmiştir. Proliferasyon ve sitotoksisite deneyleri sırasıyla LDH ve WST-1 testleri ile analiz edilmiştir. İnsan kemik iliği MKH hattı kültür şartları açısından uygun olması sebebiyle edilmiş kullanıldı ve hücre kültüründe kondrojenik hücreye dönüşümü başarıyla sağlandı. Bu çalışmanın sonucunda, dört haftalık lizozim uygulaması sonrasında PAMAM eklenmiş kitosan doku iskeleleri sadece kitosan olarak üretilen doku iskelesinden daha biyobozunur olarak gözlendi. Sadece kitosan doku iskelesi %10 ağırlık kaybı gösterirken, en çok PAMAM dendirmer jenerasyonu eklenmiş G3 kitosan doku iskelesi %20 ağırlık kaybı gösterdi. Tüm doku iskelesi tipleri WST-1 ve LDH testlerinde biyouyumlu olarak gözlendi. Sadece kitosan doku iskelesi, CTS, referans noktası olarak alınarak diğer doku iskeleleri ile kıyaslandığında G3 kitosan doku iskelesi en çok proliferasyon gösteren doku iskelesi oldu. LDH sitotoksisite testinde ise, G3 kitosan doku iskelesinin, az toksisite gösteren CTS ile karşılaştırıldığında daha da düşük toksisiteye sahip olduğu gözlendi. Sonuçlar, PAMAM eklenmiş kitosan doku iskelelerinin kıkırdak doku mühendisliği çalışmak için potansiyeli olduğunu göstermiştir. En fazla PAMAM dendrimer jenerayonu eklenmiş olan G3 kitosan doku iskelesi en iyi sonuçları vermiştir. Gelecek çalışmalarda, moleküler düzeydeki deneylerle hücrelerin doku iskelesi üzerindeki davranışını detaylıca çalışmayı planlıyoruz ve klinik öncesi çalışmalar için bu doku iskelelerinin in vivo denemelerini yapmayı planlıyoruz.
Özet (Çeviri)
Tissue engineering and regenerative medicine is the new light for the damaged tissues and lost organs that cannot be treated with other medical methods. With the developing technologies in the stem cell biology and the natural biocompatible materials, functional artificial tissues and organs can be produced. Mesenchymal stem cells (MSCs) with their ability to differentiate into different lineages of cells can be used in tissue regeneration. They make a good candidate for tissue engineering studies because of their immunosuppressive properties and ease of isolation, and they are ethical to use in research. Appropriate scaffold is one of the basic components in tissue engineering studies. The scaffold can be produced either from natural or synthetic materials. Some of the most common synthetic materials are polyactic acid (PLA), polyglycolic acid (PGA) and poly-lactic-co-glycolic acid (PLGA) whereas some of the most common natural materials are chitosan, silk and collagen. Chitosan is a natural polysaccharide that mimics the glycosaminoglycans (GAGs) present in native cartilage extracellular matrix (ECM) and exhibits chondrogenic properties. CTS is versatile, biodegradable and non-toxic material that allows it to be one of the best candidate for scaffold production for chondrogenic tissue engineering. In this study, five different CTS based scaffolds including scaffolds with incorporation of PAMAM dendrimers ? namely CTS (only chitosan), G0, G1, G2 and G3 (1,2,3 and 4 generations of PAMAM incorporated, respectively) were synthesized for studying chondrogenic tissue. Scanning electron microscope (SEM) imaging of scaffolds were done and characterization tests applied. Biodegradability of the scaffolds was tested with lysozyme treatment. Cytotoxicity and proliferation experiments were analyzed by LDH assay and WST-1 Assay respectively. Human bone marrow MSC line was used for ease of availability and chondrogenic differentiation of these cells was conducted in monolayer culture successfully. As the result of this study, PAMAM incorporated chitosan scaffolds were more biodegradable than only chitosan scaffold with four weeks of lysozyme treatment. The only chitosan scaffold showed 10% weight loss whereas most branched G3 scaffold showed about 20% weight loss. Also all types of scaffolds were found to be biocompatible in WST-1 and LDH assays. By taking only chitosan scaffold results as reference point, G3 scaffold showed the most proliferative result when compared to only chitosan scaffold. And in LDH assay, G3 scaffold was found to have very low toxicity even less than the low level toxicity of only chitosan scaffold. The results showed that PAMAM incorporated chitosan scaffold have potential for studying cartilage tissue engineering. The most PAMAM incorporated G3 scaffold showed the best results. For future studies, we are planning to study and understand cell behavior on scaffolds in detail with molecular level studies and carrying on with the in vivo trials aiming for pre-clinical studies.
Benzer Tezler
- Dişeti ve dental folikül dokularında mezenkimal kök hücre araştırılması ve plastisitelerinin karşılaştırılması
Investigation of mesenchymal stem cells from human gingival tissue and comparision of plasticities with dental follicle derived mesenchymal stem cells
TAMER EROĞLU
Doktora
Türkçe
2008
Diş HekimliğiBaşkent ÜniversitesiAğız, Diş, Çene Hastalıkları ve Cerrahisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İ. SİNA UÇKAN
- Mezenkimal kök hücrelerin osteojenik farklılaşmasının bor katkılı HAp-kaplı kitosan doku iskelelerinde incelenmesi
Investigation of osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells on boron containing HAp-coated chitosan scaffolds
INCİ ŞIKHALİYEVA
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Functionally graded scaffolds for the engineering of interface tissues using hybrid twin screw extrusion/electrospinning technology
Başlık çevirisi yok
CEVAT ERİŞKEN
Doktora
İngilizce
2008
Mühendislik BilimleriStevens Institute of TechnologyPROF. DİLHAN M. KALYON
PROF. HONGJUN WANG
- 3 boyutlu yazıcı ile metakrilatlanmış jelatin/prp hidrojel ve mezenkimal kök hücre içeren osteokondral gradyan sistemlerin hazırlanması ve in-vitro etkinliklerinin belirlenmesi
Preparation of osteochondral gradient systems including methacrylated gelatin/prp hydrogel and mesenchymal stem cells by 3d-bioprinter and investigation of their in-vitro effectiveness
GÜLSEREN IRMAK
Doktora
Türkçe
2019
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Genç yetişkinlerin maksiller ve mandibular üçüncü molar dişlerinden alınan dental pulpa kaynaklı mezenkimal kök hücrelerin osteojenik, adipojenik ve kondrojenik farklılaşma potansiyellerinin incelenmesi
Investigation of osteogenic, adipogenic and chondrogenic differentiation potentials of dental pulp-derived mesenchymal stem cells from maxillary and mandibular third molars of young adults
AZİZ BERKEM ALTIPARMAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyolojiMersin ÜniversitesiKök Hücre ve (Rejeneratif) Yenileyici Tıp Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NAZAN ERAS
PROF. DR. TUNÇ AKKOÇ