Development and characterization of atissue engineered multicomponent skin substituteand a skin model
Doku mühendisliği ile üretilmiş çok bileşenli bir yapayderi eşleniği ve deri modeli geliştirilmesi vekarakterizasyonu
- Tez No: 497550
- Danışmanlar: PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI, PROF. DR. NESRİN HASIRCI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 183
Özet
Doku mühendisliği ürünü insan deri eşleniği, şiddetli yanık ya da kronik yaralar sonucunda oluşan geniş yüzeyli deri kayıplarını telafi etme olanağı sağlayabilecektir. Bu yapay deri aynı zamanda ilaç ya da kozmetik ürünlerin in vivo testlerinin yerine de kullanılabilir. Bu çalışmanın amacı doğal dokuya çok yakın özellikler taşıyan bir tam kalınlıkta yapay insan derisi geliştirmektir. Bu amaç doğrultusunda, öncelikle bu model epidermis, dermis ve subkütan doku olarak geliştirildi. Dermis katmanının yapılabilirliğini sınamak amacıyla, sağlıklı insan derisinin biyopsilerinden elde edilen fibroblastlar ve epitel hücreler, iki farklı doku iskelesi içinde yetiştirilmişlerdir: Elektroeğirme ile üretilen üç katmanlı ağ yapısı ve kolajen sünger doku iskelesi içerisinde kültür edilmiştir. Taramalı elektron mikroskopisi (SEM), histoloji, imunohistokimya ve mekanik test sonuçları doğala çok benzeyen bir dermis eşleneğinin elde edilebildiğini göstermiştir. Çalışmalarda, kontrol yapılar olarak sağlıklı insan derisi ve hücrelerinden arındırılmış bir dermis kullanılmıştır. Subkütan doku olarak, çapraz bağlanmış hidrojeller tasarlanıp, bu hidrojellere adipoz kökenli kök hücreler yüklenmiştir. Aynı zamanda kök hücre yüklü hidrojeller, hızlı bir damarlaşmaya yol açarak derin yara yatakları üzerindeki derinin de iyileşmesini sağlamaktadır. Hidrojeller, öncelikle metakrilat jelatin ve hiyalüronik asit sentezleyerek elde edildi. Bu polimerler daha sonra ortamda yağ dokusundan elde edilen mezenkim kök hücreler (ADSCs) ve insan umbilikal damar endoteli hücreleri (HUVEC) ile karıştırılarak, hücreyle yüklü bir hidrojel elde etmek için çapraz bağlandı. Hidrojellerin kök hücre çoğalması için uygun bir mikro ortam sağladığı ve HUVEC hücrelerinin damar oluşumunu başlattığı gözlendi. Hücre yüklü veya hücresiz jeller, ex ovo civciv embriyolarında, yapıların anjiyojenik aktivitesini göstermek için kullanıldı. Poli(3-hidroksibütirat-ko-3-hidroksivalerat) (PHBV) nano parçacıklarının deri içerisinden nüfuz etmesi üç katmanlı dermis modelinde incelendi. Nanoarçacıkların deri modeline nüfuz etmesi ve ilaç salımı incelenmiştir. Lipofilik yapıda olan Rhodamine boyası, epidermis katmanında salınmış ve yapı boyunca nüfuz etmiştir. Sonuç olarak, bu tezde üretilen deri eşleniği ve modeli, yaranın iyileşmesi için gereken damarlaşmayı teşvik edici ve yapay derinin hayatta kalması için gerekli proliferatif ve anjiyojenik özellikleri göstermiştir. Doku mühendisliği yöntemi ile tasarlanmış bu deri modeli ayrıca in vitro modeli olarak, ilaç salım çalışmaları ya da kozmetik ürünlerin testleri için, in vivo modeller yerine de kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
The tissue engineered human skin substitute has the potential to fill large areas of skin loss caused by severe burns or chronic wounds. It can also serve as an alternative skin model to in vivo testing of drugs or cosmetic products. The aim was to construct a tissue engineered full-thickness human skin model mimicking the native tissue. To this end, this model was developed as epidermis, dermis and subcutaneous tissue of the skin. The feasibility of the dermis layer was tested by co-culturing fibroblasts and epithelial cells isolated from healthy human biopsies in two different scaffolds: An electrospun trilayer mesh and collagen sponge. Dermis substitutes mimicking the native dermis were characterized by scanning electron microscopy, histology, immunohistochemistry and mechanical testing. Decellularized human dermis and native human skin were used as controls. As a subcutaneous tissue, photocrosslinked hydrogels were obtained and loaded with adipose derived stem cells that can be used to improve the regeneration of skin on difficult wound beds by stimulating rapid neovascularization. The photocrosslinkable hydrogels were achieved by first synthesizing methacrylated gelatin and hyaluronic acid. These polymers were then dissolved in media with adipose derived mesenchymal stem cells (ADSCs) and human umbilical vein endothelial cells (HUVEC), and afterward crosslinked to obtain a cellladen hydrogel. These hydrogels provided a suitable microenvironment for stem cell proliferation, and HUVECs induced prevascularization. Empty and cell-laden gels were used in chick embryo ex ovo to demonstrate the angiogenic activity of the constructs. Penetration of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV) nanoparticles was studied in the trilayer electrospun dermal model. Penetration of the particles and release of a lipophilic dye was studied using Rhodamine as a model drug which was released at the epidermal layer and penetrated throughout the construct. In conclusion, skin substitute and model produced in this thesis showed the desired proliferative and angiogenic properties essential to promote vascularization for wound healing and to improve survival of tissue engineered skin substitute. It is also possible to use the tissue engineered skin construct as an in vitro model for drug delivery studies or cosmetic products instead of in vivo animal models.
Benzer Tezler
- Development and characterization of peptide nanofibers for cartilage regeneration
Kıkırdak rejenerasyonu için peptit nanofiberlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
SEHER YAYLACI
Doktora
İngilizce
2015
Biyomühendislikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYŞE BEGÜM TEKİNAY
DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZGÜR GÜLER
- Ftir histo-spectroscopic evaluation and chemometric discrimination of colon cancer
Kolon kanserinin ftır hısto-spectroscopıc değerlendirmesi ve kemometrik ayrıştırımı
SUSAN NAJAH MAHDI AL-KINANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. RAMAZAN KIZIL
- Mamografi görüntüleri kullanılarak glandülerite/yağ oranlarının belirlenmesi ve epoksi esaslı meme dokusu eşdeğer fantomun X-ışın spektroskopisi ile karakterizasyonu
Determination of the glandularity/adipose ratio by using mammographic images and X-ray spectroscopic characterization of breast tissue equivalent phantom based on epoxy
GİZEM YEĞİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiMedikal Fizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK YÜCEL
YRD. DOÇ. DR. ÖZLEM BİRGÜL
- Mamografi sistemleri için doku eşdeğeri fantom geliştirilmesi, Monte Carlo simülasyon tekniği ve X-ışını spektroskopisi yöntemi ile karakterizasyonu
Development of a tissue equivalent phantom for mammography systems and characterization by X-ray spectroscopy and Monte Carlo simulation methods
ŞÖLEN ÇUBUKÇU
Doktora
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiMedikal Fizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK YÜCEL
- Epoksi esaslı mamografik görüntü kalitesi fantomu geliştirilmesi ve mamografik X-ışın sistemleri ile testlerinin yapılması
Development of an epoxy based mammographic image quality phantom and testing by mamographic X-ray systems
RECEP BORA NARTTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiMedikal Fizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK YÜCEL