Collagen/keratin/alginate hydrogel for an in vitro three-dimensional co-culture of fibroblasts and keratinocytes
Fibroblast ve keratinosit hücrelerinin in vitro üç boyutlu ko-kültüründe kolajen/keratin/aljinat hidrojeli
- Tez No: 933622
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGE ERDEMLİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Başkent Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 122
Özet
Doku mühendisliğinde ileri biyomalzemelere olan yüksek talep nedeniyle, araştırmalar biyomimetik hidrojel ve üç boyutlu (3D) ko-kültür sistemlerine odaklanarak doku oluşumunu geliştirmeyi amaçlamaktadır. Bu çalışmanın amacı, Kolajen/Keratin/Aljinat (Col/Ker/Alg) hidrojelinin fibroblast ve keratinosit 3D ko-kültürü için bir doku iskelesi olarak potansiyelini incelemektir. Kollajen ve keratin sırasıyla sığır Aşil tendonlarından ve insan saç atıklarından ekstrakte edilmiş ve FTIR ile SDS-PAGE kullanılarak karakterize edilmiştir. FTIR, temel fonksiyonel grupların varlığını doğrularken, SDS-PAGE belirgin kollajen ve keratin bantlarını tespit etmiştir. Hidrojel örnekleri, 0.10 M, 0.50 M ve 1.0 M konsantrasyonlarında kalsiyum klorür ile çapraz bağlanarak morfoloji, şişme kapasitesi, bozunma, protein salınımı ve gözeneklilik açısından analiz edilmiştir. 0.50 M ile çapraz bağlanan hidrojel, en yüksek su alım kapasitesini, oldukça gözenekli ve birbirine bağlı bir yapıyı ve 2. günden sonra en fazla protein salınımını göstermiştir. Bozunma çalışmaları, 0.10 M hidrojellerin hızlı bir şekilde parçalandığını, 1.0 M hidrojellerin ise daha kararlı olduğunu ortaya koymuştur. Hücre kültürü deneyleri, tüm hidrojel formülasyonlarının 9 gün boyunca fibroblast canlılığını desteklediğini ve 0.50 M çapraz bağlı hidrojelin en iyi sonucu verdiğini göstermiştir. Mikro desenli 3D baskılı kalıplar kullanılarak doğal doku yapılarını taklit eden kanallar oluşturulmuştur. İnsan dermal fibroblastları (HDF-a) ve keratinositler (HaCaT) ile aşılanan hidrojel matrisi, 21 gün boyunca resazurin indirgeme testi ve floresan görüntüleme ile canlılık ve proliferasyon açısından değerlendirilmiştir. Sonuçlar, Col/Ker/Alg hidrojelinin hücre çoğalması için uygun bir 3D mikroçevre sağladığını ve cilt doku mühendisliği uygulamaları için umut verici bir iskele potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Due to the high demand for advanced biomaterials in tissue engineering, research has focused on biomimetic hydrogels and three-dimensional (3D) co-culture systems to enhance tissue formation. The aim of this study was to examine the potential of Collagen/Keratin/Alginate (Col/Ker/Alg) hydrogel as a tissue scaffold for fibroblast and keratinocyte 3D co-culture. Collagen and keratin were extracted from bovine Achilles tendons and human hair waste, respectively, and characterized using FTIR and SDS-PAGE. FTIR confirmed the presence of key functional groups, while SDS-PAGE identified distinct collagen and keratin bands. Hydrogels were cross-linked using calcium chloride at 0.10 M, 0.50 M, and 1.0 M concentrations and analyzed for morphology, swelling, degradation, protein release, and porosity. The 0.50 M cross-linked hydrogel exhibited the highest water uptake, a highly porous and interconnected structure, and the most significant protein release after Day 2. Degradation studies showed that 0.10 M hydrogels degraded rapidly, while 1.0 M hydrogels were more stable. Cell culture experiments confirmed that all hydrogel formulations supported fibroblast viability for 9 days, with 0.50 M proving optimal. Micro-patterned 3D-printed stamps were used to create channel formations mimicking natural tissue structures. The hydrogel matrix, seeded with human dermal fibroblasts (HDF-a) and keratinocytes (HaCaT), was assessed over 21 days for viability and proliferation using resazurin reduction and fluorescence imaging. Results demonstrated that the Col/Ker/Alg hydrogel provides a favorable 3D microenvironment for cell proliferation, indicating its potential as a promising scaffold for skin tissue engineering applications.
Benzer Tezler
- Propolis ekstrakt içeren doğal yara örtüsü malzemelerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of propolis extracts containing natural materials wound dressing
SİBEL TOPDAĞ
- Collagen/keratin/alginate based hydrogel delivering micro-RNA to modulate the angiogenic properties on human umbilical vein endothelial cells (HUVECs)
İnsan göbek damarı endottel hücreleri (HUVEC'ler) üzerindeki anjiyojenik özellikleri modüle etmek için mikro-RNA taşıyan kolajen/keratin/aljinat bazlı hidrojel
YASEMİN PAZARÇEVİREN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
BiyolojiBaşkent ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGE ERDEMLİ
DR. ÖĞR. ÜYESİ BAŞAK KANDEMİR
- Keratin temelli iskele üretimi ve doku mühendisliği uygulamaları için etkinliğinin değerlendirilmesi
Keratin-based scaffold fabrication and evaluation of the effectiveness for tissue engineering applications
TUĞBA SEZGİN ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
BiyomühendislikÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiBiyomühendislik ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET LÜTFİ UĞUR
- Polisakkarit ve keratin takviyeli kolajen esaslı kompozit biyomalzemelerin eldesi ve potansiyel biyomedikal uygulamalarının belirlenmesi
Synthesis of polysaccharide and keratin reinforced collagen-based composite biomaterials and determination of their potential biomedical applications
CEMİLE CEREN KAHRAMAN
Doktora
Türkçe
2024
Deri MühendisliğiEge ÜniversitesiDeri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARİFE CANDAŞ ADIGÜZEL ZENGİN
- Rejeneratif tıp uygulamaları için osteokondüktif biyopolimer/bor minerali temelli biyokompozit iskelelerin üretimi ve karakterizasyonu
Construction and characterization of osteoconductive biopolymer/boron mineral-based biocomposite scaffolds for regenerative medicine applications
FATMA CAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyokimyaÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiBiyomühendislik ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YAVUZ EMRE ARSLAN