Growth factor loaded silk fibroin/pegdma hydrogels for articular cartilage tissue engineering
Büyüme faktörlü yuklenmiş ipek fibroin/pegdma hidrojellerıyle artiküler kıkırdak doku mühendisliği
- Tez No: 521476
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞEN TEZCANER, DR. NİHAL ENGİN VRANA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyoetik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 239
Özet
Bu çalışmanın amacı kıkırdak doku rejenerasyonu için bFGF ve TGF-β1 yüklü polimerik nanoküreler ve dental pulpa kök hücreleri içeren dimetakrilat polietilen glikol (PEGDMA)/fibroin hidrojel temelli doku iskelesi hazırlamaktır. Poli(laktik-ko-glikolik) Asit (PLGA) nanoküreler ikili emülsiyon-çözücü uçurma tekniği ile hazırlanmıştır. Farklı yardımcı maddelerin (Poli(2-etil-2-oksazolin) (PEtOx), heparin ve Kolifor P 188) büyüme faktörlerinin PLGA nanokürelerin içine hapsetme verimliliği ile PBS içinde, 37°C sıcaklıkta nanokürelerden salım kinetiklerinin üzerindeki etkisi incelenmiştir. bFGF nanokürelerin hazırlanması için %0.5 (kütle/hacim) heparin ve TGF- β1 nanokürelerin hazirlanmasi için %1.0 (kütle/hacim) heparin yardımcı madde olarak seçilmiştir. %0.5 (kütle/hacim) heparin içeren bFGF yüklü nanoküreler en yüksek hapsetme verimliliği, yükleme kapasitesi ve kümülatif %salım (sırasıyla %88.1 ± 0.3, %8.97 ± 0.34 ve %51.39 ± 2.22'dir) göstermiştir ve bu kürelerle hücre etkileşme çalışmalarında en yüksek hücre canlılığını göstermiştir. %1.0 heparin içeren TGF-β1 yüklü PLGA nanoküreler ise en yüksek hapsetme verimliliği, yükleme kapasitesi ve kümülatif %salım (sırasıyla %99.65 ± 0.1, %9.90 ± 0.10 ve %13.28 ± 0.19'dur.) ve en yüksek hücre canlılığını gösterdiği için en iyi küre grubu olarak seçilmiştir. Fibroin ve PEGDMA içeren hidrojeller (farklı hacim oranlarında PEGDMA (%10, 15 ve 20); fibroin:PEGDMA, 3:1, 1:1, 1:3), fibroinin sonikasyon ile çapraz bağlanması ve PEGDMA'ın UV ile foto-çaprazlanmasıyla viii hazırlanmıştır. 95.70 ± 17,82 kPa ile 338.05 ± 38.24 kPa arasında değişen hacim modülüne sahip hidrojeller PEGDMA konsantrasyonu ve PEGDMA ile %8'lik fibroin çözeltisinin hacimsel oranları değiştirilerek hazırlanmıştır. %10 (kütle/kütle) oranında nanoküreler hidrojellere eklendiğinde, hidrojellerin hacim modülünde anlamlı bir artış görülmüştür (p ≤ 0,05). En yüksek kütle kaybı, en yüksek fibroin içeren ve en az PEGDMA konsantrasyonu ile hazırlanan hidrojellerde görülmüştür (28 günde %89.93 ± 7.95 kütle kaybı görülmüştür.). En yüksek hücre canlılığı, PEG10-SF8(1:1) kompozit grubunda gözlenmiştir ve bu grup, diş pulpa kök hücreleri ve PLGA nanoküreleri içeren hidrojelleri hazırlamak için seçilmiştir. Canlı/ölü testinde, hem bFGF yüklü nanoküreleri hem de TGF-β1 yüklü nanoküreleri içeren hidrojellerde neredeyse hiç ölü hücre gözlenmemiş ve 7. günde hücrelerin yayıldığı gözlenmiştir. Hem bFGF yüklü nanoküreleri hem de TGF-β1 yüklü nanoküreleri içeren hidrojeller içinde DNA ve GAG miktarlarının, nanoküre içermeyen hidrojeller, boş nanoküreler içeren hidrojeller ve ayrı ayrı bFGF yüklü nanoküreleri ve TGF-β1 yüklü nanoküreleri içeren hidrojellerine göre anlamlı bir artış olduğu gözlenmiştir (p ≤ 0.05). Bu durum, bFGF ve TGF-β1'in ikili salımının diş pulpa kök hücrelerinin çoğalması ve kondrojenik farklılaşması üzerinde sinerjistik etkisini göstermektedir. Sonuç olarak, dental pulpa kök hücrelerini ve bFGF ve TGF-β1 yüklü PLGA nanoküreleri içeren PEG10-SF8(1:1) hidrojel sistemi, kıkırdak doku mühendisliğinde umut vaat etmektedir.
Özet (Çeviri)
The aim of this study was to develop bFGF and TGF-β1 loaded polymeric nanoparticles (PNPs) and dental pulp stem cells (DPSCs) containing dimethacrylated poly(ethylene glycol) (PEGDMA)/silk fibroin hydrogels as scaffolds for regeneration of the cartilage tissue. Poly(lactic-co-glycolic) acid (PLGA) nanoparticles (NPs) were prepared with double emulsion-solvent evaporation technique. The effect of different excipients (poly(2-ethyl-2-oxazoline) (PetOx), heparin and Kolliphor P 188) on the entrapment efficiency of growth factors in NPs and release kinetics from PLGA NPs in PBS at 37°C was investigated. For preparation of bFGF and TGF-β1 loaded NPs 0.5% and 1.0% (W/V) heparin excipients have been chosen, respectively. bFGF loaded NPs with 0.5% (W/V) heparin has shown highest cumulative percent release, encapsulation efficiency and loading capacity of 51.39 ± 2.22%, 88.1 ± 0.3% and 8.97 ± 0.34%, respectively and highest cell viability in monolayer study. TGF-β1 loaded PLGA NPs with 1.0% (W/V) as excipient was chosen due to highest cumulative percent release, encapsulation efficiency and loading capacity of 13.28 ± 0.19%, 99.65 ± 0.1%, 9.90 ± 0.10%, respectively and cell viability in monolayer study among all excipient groups. Hydrogels composed of silk fibroin and PEGDMA (PEGDMA (10, 15 and 20%) at different volume ratios (silk fibroin: PEGDMA, 3:1, 1:1, 1:3)) were prepared by crosslinking fibroin with sonication and PEGDMA with vi UV photocrosslinking. Hydrogels with various compressive moduli ranging from 95.70 ± 17.82 kPa to 338.05 ± 38.24 kPa were obtained through changing both concentration of PEGDMA and volume ratio of PEGDMA with 8% silk fibroin. 10% (W/W) NPs addition to hydrogels significantly increased their compressive moduli (p ≤ 0.05). Weight loss of blend hydrogels with highest silk fibroin content was the highest among all groups (89.93 ± 7.95% in 28 days). Highest cell viability was observed in PEG10-SF8(1:1) hydrogel group and this hydrogel composition was chosen for preparing hydrogels containing DPSCs and PLGA NPs. Live/dead assay has shown almost no dead cells and also elongated cells inside hydrogels containing both bFGF and TGF-β1 loaded NPs on 7th day. DNA and GAG amounts of hydrogels containing bFGF and TGF-β1 loaded NPs were significantly higher than hydrogels without NPs, empty NPs, and TGF-β1 loaded or bFGF loaded NPs (p ≤ 0.05), showing synergistically effect of dual release of bFGF and TGF-β over proliferation and chondrogenic differentiation of DPSCs in hydrogels. Overall, we conclude that PEG10-SF8(1:1) hydrogel system containing DPSCs and bFGF and TGF-β1 loaded PLGA NPs hold promise for cartilage tissue engineering.
Benzer Tezler
- Kemik doku mühendisliği yaklaşımında melatoninin rolü: İn vitro çalışmalar
The role of melatonin in bone tissue engineering approach: In vitro studies
DAMLA ÇETİN ALTINDAL
Doktora
Türkçe
2017
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Nanolif yara örtücü yüzeylerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of nanofiber wound dressings
ZARİFE DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ DEMİR
- The effect of growth factor loaded niosomes on neuronal cell survival
Büyüme faktörü yüklü niozomların nöronal hücre üzerine etkisi
GÜLBAHAR ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
BiyolojiGebze Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. IŞIL KURNAZ
DOÇ. DR. ŞEBNEM ERÇELEN CEYLAN
- Mikroakışkan platformda büyüme faktörü yüklü nanopartiküllerin sürekli işletim modunda sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of growth factor loaded nanoparticles in a continues mode by microfluidic platform
ELİF KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM YEŞİL ÇELİKTAŞ
- Vasküler Endotelyal Büyüme Faktörü yüklü poli(Laktik-Ko-Glikolik Asit) mikrokürelerinin in vitro ve in vivo değerlendirilmesi
In Vitro and in Vivo Evaluation of Vascular Endothelial Growth Factor Loaded Poly (Lactic-co-Glycolic Acid) Microspheres
EMİNE ALARÇİN
Doktora
Türkçe
2011
Eczacılık ve FarmakolojiMarmara ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OYA SİPAHİGİL