Development and characterızatıon of magnesıum algınate hydrogels for 3d cell culture formatıon
3b hücre kültürü oluşumu i̇çi̇n magnezyum alji̇nat hi̇drojelleri̇n geli̇şti̇ri̇lmesi̇ ve karakteri̇zasyonu
- Tez No: 684107
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AHU ARSLAN YILDIZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Hücre kültürü biyolojik araştırmalar için önemli bir araçtır. İki boyutlu (2B) hücre kültürü hala kullanılmaktadır, ancak plastik yüzeyler üzerinde büyüyen hücreler doğal olmayan büyüme kinetiği ve hücre tutunması sunmaktadır. Üç boyutlu (3B) hücre kültürü, hücrelerin 3B fiziksel şekillerinde büyümesine ve doğal mikro ortamı temsil eden çevreleriyle etkileşime girmesine olanak tanır. Hidrojeller çapraz bağlı ağlardır ve çoğu yumuşak dokunun doğasını taklit etme yetenekleriyle 3B hücre kültürü için giderek daha fazla kullanılan biyomateryal haline gelmiştir. Bu tezde, Mg-aljinat hidrojel kullanılarak 3 boyutlu (3B) tümör modelleri üretmek için biyo-kalıplandırmaya dayalı yeni bir metodoloji geliştirilmiş ve ilaç tarama çalışmaları için üretilmiş 3B tümör modelleri kullanılmıştır. Mg-aljinat hidrojel, zayıf polimer-iyon etkileşimi nedeniyle diğer hidrojel türlerine kıyasla spesifik bir jelleşme/ayrılma özelliklerine sahiptir. Bu çalışmada, Mg-aljinat hidrojelin yavaş jelleşme ve kendi kendine ayrılma özelliği, 3B tümör modellerinin biyolojik olarak modellenmesi için kullanılmıştır. Plackett-Burman ve Box-Behnken tasarım modelleri, model hücre hattı olarak HeLa hücreleri kullanılırken Mg-aljinat bazlı biyo-modelleme yönteminin parametrelerini optimize etmek için kullanıldı. Daha sonra, yeni geliştirilen metodolojinin uygulanabilirliği, 3B tümör modelleri üretmek için SaOS-2 ve SH-SY5Y hücreleri kullanılarak başarıyla gösterildi. Zamana bağlı ışık mikroskobu görüntüleri ile uzun süreli kültürleme sırasında hücre çoğalması ve göç profilleri gözlendi. Ayrıca, AlamarBlue ve Live/Dead testleri kullanılarak uzun süreli kültürlenmiş tümör modellerinin hücre proliferasyonu ve canlılığı analiz edildi. Ayrıca, kısa ve uzun vadeli kültür süreleri için 3B tümör modellerinin hücresel ve hücre dışı bileşenlerini araştırmak için F-aktin, Kollajen I ve DAPI boyama/immün boyama yapıldı. Son olarak, üretilen 3B tümör modellerinin doz yanıtı değerlendirildi ve doksorubisin (DOX) uygulanarak standart 2B hücre kültürü ile karşılaştırıldı. HeLa, SaOS-2 ve SH-SY5Y hücrelerinin 3B tümör modeli için IC50 değerleri sırasıyla 8.2, 7.8 ve 2.1 µM olarak hesaplanırken, 2B kontrollerin IC50 değerleri sırasıyla 3.2, 4.4 ve 0.2 µM olarak elde edildi. Bu sonuçlar da istatistiksel olarak analiz edildi ve doz tepkileri t-testine göre önemli ölçüde farklı bulundu, bu da 3B tümör modellerinin 2B hücre kültürüne kıyasla ilaca maruz kalmaya karşı daha dirençli olduğu anlamına gelmektedir.
Özet (Çeviri)
Cell culture is an important tool for biological research. Two-dimensional (2D) cell culture is still used but growing cells on plastic surfaces offering unnatural growth kinetics and cell attachment. Three-dimensional (3D) cell culture allows cells to growth in their 3D physical shape and interact with their surroundings which represent the natural microenvironment. Hydrogels are crosslinked networks, have become increasingly used biomaterial for 3D cell culture with their ability to simulate the nature of most soft tissues. In this thesis, a new methodology based on bio-patterning was developed to fabricate (3D) cellular structures by using Mg-alginate hydrogel and fabricated 3D cellular structures was utilized for drug screening studies. Mg-alginate hydrogel has a specific gelation/de-gelation characteristics compared to other types of hydrogels due to its weak polymer-ion interaction. In this study slow gelation and de-gelation property of Mg-alginate hydrogel was used for biopatterning of 3D cellular structures. Plackett-Burman and Box-Behnken design models were used to optimize parameters of Mg alginate-based biopatterning method while using HeLa cells as a model cell line. Then, the applicability of newly developed methodology was successfully demonstrated by using SaOS-2 and SH-SY5Y cells to fabricate 3D cellular structures. Cell proliferation and migration profiles were observed during long-term culturing with time-dependent light microscopy images. Also cell proliferation and viability of long-term cultured tumor models were analyzed by using Alamar Blue and Live/Dead assays. Moreover, F-actin, Collagen I, and DAPI staining/immunostaining was done to investigate cellular and extracellular components of 3D cellular structures for short and long-term culture times. Finally, the dose-response of fabricated 3D structures was evaluated and compared with standard 2D cell culture by applying doxorubicin (DOX). The IC50 values were calculated for 3D cellular structure of HeLa, SaOS-2 and SH-SY5Y cells as 8.2, 7.8, and 2.1 µM respectively while IC50 values of 2D controls obtained as 3.2, 4.4, and 0.2 µM respectively. These results were also statistically analyzed and dose responses were found significantly different according to t-test, which means 3D cellular structures were more resistant to drug exposure compared to 2D cell culture.
Benzer Tezler
- Mekanik alaşımlama yöntemleri ile üretilmiş Al15Si2,5Cu0,5Mg matriksli ve CeO2, Y2O3, La2O3 pekiştiricili kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of Al15Si2,5Cu0,5Mg matriksli ve CeO2, Y2O3, La2O3 reinforced composites synthesized by mechanical alloying
EMRE TEKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU
- Spark plazma sinterleme yöntemi ile ışık geçirgenliğine sahip magnezyum alüminat spinel seramiklerinin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of magnesium aluminate spinel ceramics with ligth transmission by spark plasma sintering
SEYRAN SARIDAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Seramik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ŞAHİN
- Polistiren/magnezyum hidroksit nanokompozit sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of polystyrene/magnesium hydroxide nanocomposites
HUSSEN ADEB ABAS OUJİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYLA ALTINTEN
- Lityum iyon piller için ayırıcı olarak magnezyum borat takviyeli PVDF-HFP kompozit membranın elektro-eğirme yöntemi ile hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of PVDF-HFP composite membrane with magnesium borate reinforcement as a separator for lithium ion batteries by electro-spi̇nni̇ng method
SİMGE KARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENGİN BURGAZ
- Fe katkılı PMN-PT esaslı çok kristalli piezoseramiklerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of Fe-doped polycrystalline PMN-PT ceramics
ABDULLAH BUĞRA BOĞAZKESENLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Mühendislik BilimleriGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN USTA
DR. YUSUF ÖZTÜRK