Sinir hasarı tedavilerinde kullanılmak üzere polimer bazlı doku iskelesi geliştirme ve in-vitro performans çalışmaları

Abstract

Doku mühendisliği çalışmaları, son yıllarda doku nakli problemlerine alternatif oluşturmak için, vücut hasarını yenileyebilen yapay dokular oluşturma çalışmalarına odaklanmıştır. Doğal ve sentetik nanofiberler, periferik nöral lezyonlar dâhil olmak üzere birçok lezyon tipinin onarımında başarıyla kullanılmaktadır.Bu tez çalışmasının temel amacı, elektroeğirme yöntemiyle biyoaktif nanofiberler geliştirmek ve nöral doku mühendisliğinde potansiyel kullanımları açısından sıçan feokromositoma hücreleri (PC12) üzerindeki performanslarını in vitro olarak incelemektir. Bu çalışmada, nanofiber solüsyonları hazırlandıktan sonra, belirlenen optimum şartlarda, elektroeğirme yöntemiyle üç farklı nanofiber elde edilmiştir: biyobozunur poli-ε-kaprolakton (PCL) nanofiberler, hibrit PCL (%70) ve biyoaktif cam (%30) (PCL/BC) nanofiberler ve hibrit nanofiberlere B12 vitamini ilavesiyle elde edilen (PCL/BC) -B12 nanofiberler. Biyoaktif cam solüsyonlarının hazırlanmasında sol-jel yöntemi kullanılmıştır. Elde edilen nanofiberlerin karakterizasyonu, taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı x-ışınları spektroskopisi (EDX) ve Fourier dönüşümlü infrared spektroskopisi (FT-IR) ile yapıldı. Bu fiberlerin, biyouyumluluklarını test etmek için L929 fibroblastik hücreler ve PC12 hücreleri ile hücre canlılık testleri yapıldı. Sinir büyüme faktörü (NGF) tarafından indüklenen PC12 hücrelerinin hücresel farklılaşması, bu hücrelerin morfolojik modifikasyonu ile belirlendi. PC12 hücre farklılaşması için hücre başına nörit ve nörit uzunluğu NGF konsantrasyonuna göre değerlendiridi. NGF-Elisa testi sonuçları, PC12 hücrelerinin farklılaşmasının NGF konsantrasyonuna bağlı olduğunu gösterdi. En uzun nöritlerin, yüksek NGF konsantrasyonunda (100 ng/mL) elde edildiği gözlemlendi. Son olarak, üretilen üç nanofiber için NGF'nin kontrollü salım testi yapıldı ve her üç fiberde de, NGF enjeksiyonundan sonraki ilk on dakika içerisinde sinir büyüme faktörü salınımı yeteneği gözlemlendi. B12 vitamini içeren hibrit nanofiberlerin, 16 saatlik inkübasyondan sonra en iyi sinir büyüme faktörü salınımına sahip olduğu belirlendi.Çalışılan nanofiberlerin toksik olmamaları, hücre proliferasyonunu desteklemeleri ve sinir büyüme faktörü salınımı yetenekleri, bu nanofiberlerin periferik sinir lezyonlarının rejenerasyonunda doku iskelesi olarak önemli bir rol oynayabileceğini göstermektedir.

Tissue engineering studies have focused on creating artificial tissues that can renew body damage in order to create an alternative to tissue transplant problems in recent years. Natural and synthetic nanofibers are successfully used in the repair of many types of damage, including peripheral neural damage.The main objective of this thesis study is to develop bioactive nanofibers by electrospinning method and to examine their performances on rat pheochromocytoma cells (PC12) for their potential use in the engineering of neuronal tissues. In this study, after the preparation of nanofiber solutions, three different nanofibers were obtained by the electrospinning method under determined optimal conditions: biodegradable poly-ε-caprolactone (PCL) nanofibers, PCL hybrids (70%) and glass bioactive (30%) (PCL/BC) and (PCL/BC) -B12 nanofibers obtained by adding vitamin B12 to hybrid nanofibers. The sol-gel method has been used in the preparation of bioactive glass solutions. The nanofibers obtained were characterized by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). To test the biocompatibility of these nanofibers, cell viability tests were carried out with fibroblastic cells L929 and PC12 cells. The cellular differentiation of PC12 cells induced by nerve growth factor (NGF) was determined by the morphological modification of these cells. For the differentiation of PC12 cells, the neurite per cell and the length of the neurites were evaluated as a function of the concentration of NGF. The results of the NGF-Elisa tests have shown that the differentiation of PC12 cells depends on the concentration of NGF. It was observed that the longest neurites were obtained at a high concentration of NGF (100 ng / ml). Finally, a controlled release test for NGF was performed with these three types of fabricated nanofibers, and the ability to release nerve growth factors in these three fabricated fibers was observed in the first ten minutes after the injection of NGF. The bioactive hybrid nanofibers containing vitamin B12 were determined to have the best release of nerve growth factor after 16 hours of incubation.The nanofibers studied are non-toxic, promote cell proliferation and their capacities for releasing nerve growth factors show that these nanofibers can play an important role in the regeneration of tissues after peripheral nerve damage.