Development of a Multilayered Skin Model Using 3D Printing and Microfluidic Systems
3 Boyutlu Yazıcı ve Mikroakışkan Cihaz Kullanılarak Çok Katlı Deri Modeli Geliştirilmesi
- Tez No: 690643
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞEN TEZCANER, DR. MENEKŞE ERMİŞ ŞEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Deri, 3B Yazıcı, In Vitro Doku Modeli, Mikroakışkan Cihaz, Skin, 3D Printing, In Vitro Skin Model, Microfluidics Device
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 186
Özet
Bu çalışma, cilt penetrasyon testleri için yüksek verimli bir ilaç tarama sistemi için, 3D baskı ve mikroakışkan yaklaşımlarını birleştirerek in vitro üç katmanlı (epidermis, dermis ve hipodermis) bir cilt modeli geliştirmeyi ve aynı zamanda baskı yapılabilen bir biyomürekkep geliştirmeyi ve ayrıca oda sıcaklığında basılabilen bir biyomürekkep geliştirmeyi amaçlamaktadır. İnsan keratinositleri (KC), epidermis üretimi için 3D baskılı poli-laktid-kaprolakton (PLC) iskelelerine ekildi. Dermis için mezenkimal kök hücreler (ADSC): insan dermal fibroblastları (DF) (1:3); ve hipodermis için, önceden farklılaştırılmış adiposit ADSC: DF'den (3:1) GelMA polimer çözeltisine eklendi, 3D basıldı ve UV çapraz bağlandı. Epidermis tabakasının keratinosit tabakalaşması için hava-sıvı arayüzü (ALI) kültürü kullanıldı ve in vitro olarak E-cadherin hücre yapışma belirteçleri ile karakterize edildi. ADSC'lerin kök hücreliliği, CD105 pozitifliği ile gösterilmiştir. Dinamik kültür için kokültürler, mikrobiyoreaktörde ortamında bir araya getirilmiştir. Dinamik kültürdeki hücre canlılığı, statik kültür sonuçlarına benzer olduğu görülmüştür. Deksametazon-floresan izotiyosiyanat (Dex-FITC) kullanılarak penetrasyon çalışması üç katmanlı, iki katmanlı (dermis ve hipodermis) ve ayrıca hücresiz çip üstü deri üzerinde gerçekleştirildi. Epidermis tabakası, 3 katmanlı çiplerde ilaç penetrasyonunun gecikmesini sağlamıştır. Dex'in hücreler tarafından bir saat içinde alındığı ve bir saat sonra da serbest bırakıldığı gösterildi. Sonuçlar, mikrobiyoreaktör sistemimizin gelişmiş bir ilaç penetrasyon testi için kullanılabileceğini gösterdi. Tezin ikinci bölümünde, soğutmadan metakrilatlanmış hyaluronik asit (HAMA), aljinat, GelMA, IrgaCure'den oluşan bir biyomürekkep geliştirilmiş ve başarıyla basılmıştır. Jel öncüsü çözelti, basım öncesi kalsiyum klorür (CaCl2) ile iyonik olarak çapraz bağlandı, yazdırıldı, foto çapraz bağlandı, ardından CaCl2 çözeltisi ile basım sonrası çapraz bağlandı. Nihai hidrojel, CaCl2 çapraz bağlı aljinat ve foto çapraz bağlı HAMA-GelMA'dan oluşan ayarlanabilir bir viskoelastik iç içe geçen ağdır. Biyobasımlarda tüm hücre tipleri iyi bir canlılık gösterdi.
Özet (Çeviri)
This study aims to develop an in vitro tri-layered (epidermis, dermis, and hypodermis) skin model by combining 3D printing and microfluidics approaches for a high-throughput drug screening system for skin penetration tests and also develop a bioink that can be printed at room temperature. Human keratinocytes (KC) were seeded on 3D printed poly-lactide-caprolactone (PLC) scaffolds for epidermis fabrication. For dermis, mesenchymal stem cells (ADSC): human dermal fibroblasts (DF) (1:3); and for hypodermis, adipocytes predifferentiated from ADSC: DF (3:1) were loaded to GelMA polymer solution solutions, 3D printed, and UV crosslinked. Air-liquid interface (ALI) culturing was used for keratinocyte stratification of the epidermis layer and characterized in vitro by E-cadherin cell adhesion markers. The stemness of ADSCs was shown by CD105 positivity. Cocultures were established and brought together in a microbioreactor for a dynamic culture setup. Cell viability in dynamic culture was similar to static culture results. The penetration assay using dexamethasone-fluorescein isothiocyanate (Dex-FITC) was performed on a tri-layered, two-layered (dermis and hypodermis), and also cell-free constructs on a skin-on-a-chip model. The epidermis layer provided drug penetration delay in 3-layered chips. Dex was shown to be taken up by cells within an hour and released for another hour. Results indicated that our microbioreactor system can be used for an advanced drug penetration assay. In the second part of the thesis, a bioink composed of methacrylated hyaluronic acid (HAMA), alginate, GelMA and IrgaCure developed and successfully printed without cooling. Prepolymer solution was ionically pre-crosslinked with calcium chloride (CaCl2), printed, photocrosslinked, then post-crosslinked with CaCl2 solution. The final hydrogel was a tunable viscoelastic interpenetrating network composed of CaCl2 crosslinked alginate and photocrosslinked HAMA-GelMA. All cell types showed good viability in the bioprints..
Benzer Tezler
- Parameter estimation using pressure and temperature transient data from wireline formation tester interval pressure transient tests (IPTT)
Telli formasyon testlerinden elde edilen aralıklı kararsız basınç ve sıcaklık verileri ile parametere tahmini
SEDAT ERKAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İHSAN MURAT GÖK
- Nanofabrikasyon yöntemi ile tarantula cubensis venomutheranekron, kitosan ve hyaluronik asit kaplanan yara örtü materyalinin in vivo uygulanması
In vivo application of tarantula cubensis venom theranekron, chitosan, and hyaluronic acid coated wound covering material by nanofabrication method
RÜMEYSA TANER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyomühendislikSüleyman Demirel ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİL AŞCI
PROF. DR. ŞULE SULTAN UĞUR
- Vücut içi haberleşmenin iletim hattı modeli ile incelenmesi
Investigation of the intrabody communication through the transmission line model
KAYHAN ATEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞÜKRÜ ÖZEN
- Farklı nanopartiküler sistemler ve polimerik nanofiberler ile hazırlanan kombinasyon ürünlerinin geliştirilmesi
Development of combination products prepared with different nanoparticular systems and polymeric nanofibers
GÜLÇİN ARSLAN AZİZOĞLU
Doktora
Türkçe
2019
Eczacılık ve FarmakolojiEge ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEVSER ÖZGEN ÖZER
- Reseptörle etkileşen serin treonin kinaz 4 (RIPK4)'ü sürekli eksprese eden HaCaT hücre hattı oluşturulması
Generation of HaCaT cell line that continually express the receptor interacting serine-threonine kinase (RİPK4)
EDA GÜNEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Tıbbi BiyolojiKaradeniz Teknik ÜniversitesiTıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUBA DİNÇER