Geri Dön

Bone tissue engineering application with the vasculogenesis inducing biphasic scaffold

Damarlanmayı arttırıcı çift fazlı doku iskelesi ile kemik doku mühendisliği uygulaması

PDF İndir

  1. Tez No: 542591
  2. Yazar: NERGİS ABAY AKAR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. GAMZE KÖSE
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 129

Özet

Kemik, yara izi bırakmadan kendini tamir etme yeteneğine sahip bir dokudur. Ancak, travma, hastalık veya enfeksiyon sonucu oluşabilecek kritik boyutlu kemik hasarları, komplikasyon riskinin yüksek olduğu greft ameliyatları gerektirmektedir. Kemik doku mühendisliği, kemik greftlerine bir alternatif olarak ortaya çıkar. Öte yandan, hem greftler hem de kemik doku mühendisliği ile oluşturulmuş yapılar implantasyondan sonra genellikle yetersiz damarlanmaya bağlı olarak başarısız olurlar. Damarlanma, dokunun hem besin ve oksijen gereksinimi hem de yara iyileşmesi için enflamatuvar hücre ve faktörlerin bölgeye taşınması açısından kritik önemdedir. Damarlanma, endotel hücrelerin yetersiz damarlanmaya bağlı sinyalleri alarak bölgeye göç etmesiyle gerçekleşir. Doku mühendisliğinde damarlanmayı desteklemek için kullanılan yöntemlerden biri endotel hücrelerin bölgeye göç etmesini sağlayıcı ortam ve faktörler kullanmaktır. Bu yöntemde, endotel hücrelerin göç edebilmesine imkan vererek damar oluşumunu sağlayacak bir doku mühendisliği iskelesi tasarlamak gerekmektedir. Ayrıca endotel hücrelerin göç etmesini sağlayacak faktörlerin seçimi önemli noktalardandır. Vasküler endotel büyüme faktörü (VEGF) damarlanmayı desteklemek için kullanılmaktadır. Büyüme faktörlerinin kısa yarı ömürleri, kullanımlarını sınırlamaktadır. Bu sebeple, bu faktörlerin verilmesinde sürekli salım ya da gen terapisi yöntemleri kullanılabilir. Bu çalışmada, üzerine sıçan kemik iliği mezenkimal kök hücrelerinin (rBMSC) ekildiği fibröz yapılı bir poli(laktik asit-ko-glikolik asit) (PLGA) doku iskelesi üretilmiş ve etrafı bir VEGF aktivatörü olan GS4012'nin sürekli salımını sağlayan PLGA ve poli(etilen glikol) (PEG) tabanlı bir hidrojel ile kaplanmıştır. Tasarlanan sistem, önce in vitro ortamda sıçan kanından izole edilmiş peripheral kan endotel hücrelerinin (rPBECs) göç etmesi ve damar oluşturma kapasiteleri açısından test edilmiş, daha sonra ise kranial bölgede kritik boyutlu kemik hasarları açılmış sıçanlarda damarlanmış bir kemik dokusu oluşturulması denenmiştir. Bu çalışma, VEGF indükleyicisi GS4012'nin kullanımının, endotel hücrelerin göçünü kolaylaştırdığını ve yeni kemik dokusu oluşumuna da yardım eden damarlanmanın ortaya çıkmasına yol açtığını göstermiştir.

Özet (Çeviri)

Bone has a self-healing capacity regenerating itself without leaving a scar. However, critical size defects due to trauma, tumor, disease or infection require bone graft surgeries in which complication rate is high. Bone tissue engineering is thought to be as an alternative for grafting. On the other hand, upon implantation, bone tissue engineering constructs or the grafts generally fail due to insufficient vascularization. Vasculogenesis is important in bone fracture healing which supplies the requirements of the oxygen and nutrient, direct inflammatory signals and cells to the wound site. Vasculogenesis occurs through migration of endothelial cells to the defect site by sensing the signals for inadequate vascularization. One of the strategies to provide vasculogenesis in tissue engineering constructs is to employ environments or angiogenic factors to induce cells to migrate to the defect site. In this strategy a bone tissue engineering scaffold should be designed appropriately by allowing the endothelial cell migration to form vessels. In addition, correct choice of angiogenic factors and their correct combination is also an important step for this strategy. Vascular endothelial growth factor (VEGF) can be used to induce vasculogenesis in tissue engineering constructs. Due to the short half life of those growth factors, sustained release systems or gene therapy methods can be used for the delivery of angiogenic factors. In this study, a fibrous bone tissue engineering scaffold was produced using poly(lactic acid-co-glycolic acid) (PLGA) and rat bone marrow-derived mesenchymal stem cells (rBMSCs) were seeded on it. PLGA and poly(ethylene glycol) (PEG) based hydrogel polymerized around PLGA scaffold, and was used for the sustained release of VEGF activator GS4012. Designed scaffold and sustained release system were tested in vitro conditions with endothelial cells isolated from rat peripheral blood (rPBECs) for their migration and microvessel formation ability. After that, the designed system was used to engineer a vascularized bone on critical sized defects on rat crania. This study showed that the usage of VEGF inducer GS4012 facilitated the migration of endothelial cells and led to the occurrance of vasculogenesis that also help the formation of new bone tissue.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    671935

    Developing peptide modified novel bioactive materials for bone tissue engineering applications

    Kemik doku mühendisliği uygulamaları için peptit ile modifiye edilmiş özgün biyoaktif malzemelerin geliştirilmesi

    GÜNNUR PULAT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Mühendislik Bilimleriİzmir Katip Çelebi Üniversitesi

    Biyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. OZAN KARAMAN

  2. Tez No

    542025

    Production and characterization of hydroxyapatite-graphene oxide-chitosan scaffold for bone tissue engineering application

    Kemik doku mühendisliği uygulaması için hidroksiapatit-grafen oksit-kitosan doku iskelesi üretimi ve karakterizasyonu

    PELİN YILMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Kimya MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞEFİKA KUTLU ÜLGEN

    PROF. DR. BELMA ÖZBEK

  3. Tez No

    442056

    Bone tissue engineering using macroporous PHA-PLA and PHBV scaffolds produced by additive manufacturing and wet spinning

    Islak eğirme ve eklemeli üretim tekniği ile üretilmiş makro gözenekli PHA-PLA ve PHBV hücre taşıyıcılarıyla kemik doku mühendisliği

    AYŞE SELCEN ALAGÖZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    BiyolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI

  4. Tez No

    618499

    Biochemical and mechanical cues for osteogenic induction of stem cells on paper based scaffolds

    Kağıt tabanlı doku iskelelerinde kök hücrelerin osteojenik farklılaşması için biyokimyasal ve mekanik işaretler

    ÖZGE KARADAŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Biyoteknoloji ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ENGİN ÖZÇİVİCİ

  5. Tez No

    465405

    Dental stem cell mediated bone tissue engineering using porcine model

    Domuz modeli üzerinde diş kök hücresi kullanılarak kemik doku mühendisliği

    GÖRKE GÜREL PEKÖZER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FATMA NEŞE KÖK

    PROF. DR. GAMZE KÖSE

Geri Dön