Geri Dön

Development of cell sheet based bioink for 3D bioprinting applications

Üç-boyutlu biyobasım yöntemi için hücre tabakası mühendisliği kullanılarak biyomürekkep üretimi

PDF İndir

  1. Tez No: 444551
  2. Yazar: EZGİ BAKIRCI
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. BAHATTİN KOÇ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyofizik, Biyomühendislik, Kimya, Biophysics, Bioengineering, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 64

Özet

Son yıllarda, üç boyutlu biyoyazıcılardaki gelişmeler sonucunda doku mühendisliğinde büyük bir yol kat edilmiştir. Üç boyutlu biyoyazıcılarda iki farklı doku mühendisliği yaklaşımı kullanarak bir çok doku üretebilmektedir. Bunlardan ilki biyomalzeme destekli biyobasım yöntemidir. Bu yöntemde hücreler hücre tutunmasını büyümesini ve çoğalmasını sağlayacak biyomalzemeler ile birlikte basılırlar. Kısacası biyomalzemeler hücreler için taşıyıcı platformlar olarak kullanılır. İkincisi ise hücrelerin hiç bir biyomalzeme kullanılmadan direkt olarak biyoyazıcılarla hazırlanmış ve biyoinert biyomalzelerden oluşan kalıplar içerisine basıldığı iskelesiz üç boyutlu biyobasım yöntemidir. İkinci yöntem hücreler için daha hızlı bir büyüme ve olgunlaşma sağlar. Fakat mekanik anlamda daha zayıf olmalarına neden olur. Bununla beraber mekanik olarak güçlü dokular üretmemizi sağlayan iskelesiz yöntem ise hücre tabakası kullanarak yapılan doku mühendisliğidir. Bu yöntemde hücreler poliizopropilakrilamit (pNIPAAm) kaplı kültür kaplarına ekilirler. pNIPAAm 32oC altında hidrofilik üzerinde ise hydrofobik özellik gösterir. Bu yöntemle hücreler herhangi bir proteaz enzimi uygulaması gerektirmeden yüzeyin amfifil özelliğinin değişiminden dolayı kolaylıkla kaldırılabilir. Böylelikle hücrelerin hücre dışı matrislerine herhangi bir zarar verilmez, hücre-hücre ve hücre dışı matriks bağlantıları korunur. Bu araştırmada, hücre levhaları mühendisliği yaklaşımı kullanılarak biyobasım için gerekli biyomürekkep üretilmiştir ve basımı yapılan doku yapılarının canlılık, füzyon testleri ve hücre dışı molekülleri için immünofloresan boyamaları yapılmıştır. Deney sonuçları biyoyazıcı ile üretilen yapıların basım sonrası canlılıklarının yüksek olduğunu, füzyon olabildiklerini ve aynı zamanda hücre dışı matriks moleküllerini koruyabildiklerini göstermiştir.

Özet (Çeviri)

Fabrication of functional tissue/organ constructs is becoming more feasible considering the recent developments in bioprinting technologies. There are two major approaches for the 3D bioprinting of tissue and organs. The scaffold based bioprinting approaches are studied to develop biocompatible, and at the same time, printable biomaterials with mechanical properties similar to the native tissue. The scaffold-free approaches have recently been taking attention due to its ability to fabricate tissue constructs without any exogenous materials and mimicking the natural development process of the targeted tissue. This approach provides reproducible native tissue in a shorter period of time compare to the scaffold-based approaches. Cell sheet technology is one of the scaffold-free tissue engineering techniques which forms a sheet of interconnected cells to establish cell-extracellular matrix (ECM) and cell-cell interactions. Furthermore, it provides a mechanically stronger structure and better mimicking of natural tissue. Poly (N-isopropylacrylamide) (pNIPAAm) coated thermoresponsive culture dishes are commonly used as one of the advanced cell sheet technology methods. pNIPAAm coated dishes are used to produce cell sheets and to detach them from the surface by using the switchable amphiphilic properties of the surface at two different temperatures. Although cell sheet technology has been clinically successful, there exist some limitations when fabricating 3D constructs, because the approach allows for only a simple and flat shaped tissue constructs. The implementation of cell sheet technology within the scaffold free bioprinting approach was investigated in this study. A novel method was developed to prepare bioink from cell sheets for 3D bioprinting applications. pNIPAAm coated surfaces were prepared by using initiated Chemical Vapor Deposition (iCVD) techniques for growing cell-sheets and also removing them from the pNIPAAm coated surfaces easily. The results showed that the prepared human skin fibroblast cell sheet aggregates increase the structural integrity of the bioink compared to the bioink composed of single cell aggregates, suggesting that cell sheet aggregates preserved interconnected ECM proteins and cells by harvesting with thermoresponsive dishes. The viability, fusion and ECM deposition of cell sheet based aggregates were compared to single cell aggregates three times in a seven-day period after printing. The results showed that using cell sheet aggregates as a novel bioink in 3D bioprinting applications has several advantages in terms of shape fidelity, reproducibility and shorter preparation time. The results also demonstrated that the constructs secreted collagen type I which is a strong indication of starting ECM deposition by bioprinted cell sheet aggregates. Moreover, the immunostaining results showed that the fibronectin in cell sheets was preserved during the preparation process of bioink.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    547228

    Hücre tabakası mühendisliğinde kalınlık ve vaskülerizasyon problemlerine yönelik stratejilerin geliştirilmesi

    Development of strategies towards thickness and vascularization problems in cell sheet engineering

    ATAKAN TEVLEK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    BiyomühendislikHacettepe Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HALİL MURAT AYDIN

  2. Tez No

    797348

    Development of a micro-well-based microfluidic 3D cell culture for cytotoxicity assays

    Sitotoksisite testı için mikro kuyu tabanlı mikro akışkan 3 buyutlu hücre kültürünün geliştirilmesi

    SARAH FARAHANI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ENDER YILDIRIM

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ALTUĞ ÖZÇELİKKALE

  3. Tez No

    389744

    Kemik iliği kaynaklı mezenkimal kök hücre tabakası ile birlikte 3-boyutlu adacık dokusunun subkutan naklinin diyabetik sıçan modelinde etkinliğinin araştırılması

    Studying the efficiency of subcutaneous transplantation of bone marrow-derived mesenchymal stem cell sheet with 3-D islet tissue in diabetic rat model

    BÜŞRA ÖNCEL DUMAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    BiyomühendislikKocaeli Üniversitesi

    Kök Hücre Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. AYLA EKER SARIBOYACI

  4. Tez No

    603640

    Development of cathode and interlayer materials for high performance lithium sulfur batteries

    Yüksek performanslı lityum sülfür pillerin katot ve seperatör kısmında malzeme geliştirmeleri

    MMARYAM SADAT KİAİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN KIZIL

  5. Tez No

    611767

    Fabrication of interdigitated back-contact (IBC) solar cells with screen-printed boron doped emitters

    Serigrafi ile bor katkılanmış arka kontak arka eklemli (IBC) güneş hücresi üretimi

    ATEŞCAN ALİEFENDİOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RAŞİT TURAN

Geri Dön