In vitro tooth shaped scaffold construction by mimicking late bell stage

Abstract

Ağız ve çene kemiği hasarlarının onarılmasına dair en önemli etkenlerden biri kemik, diş, ligament doku ve pulpa arasındaki yapıların oluşturulabilmesidir. Son zamanlarda diş doku mühendisliğinde kullanılan stratejiler, travmaya bağlı olarak zarar gören dokunun onarılması, desteklenmesi ve sterile edilmesine dayanıyor. Bu çalışmada dişi oluşturan en önemli yapılardan olan dentin, pulpa, ligament ve enameli oluşturmak amacıyla gelişen bir dişi taklit ederek içerisinde insan Adipoz Kök Hücresi (iAKH), insan Kemik İliği Kök Hücresi (iKİKH) ve dişeti epitel hücresi bulunan Hidroksi Apatit (HA) kaynaklı diş şeklinde bir greft inşa edilmiştir. Özellikle HA dişin yapısında bolca bulunan ve dişin yapısal, biyolojik ve mekanik içeriğini destekleyen bir moleküldür. Oluşturulan diş şeklindeki greftin karakterizasyonu SEM, FTIR analizleri ve por büyüklük ve yoğunluğunun ölçülmesiyle yapılmıştır. Hücrelerin birbirleriyle olan etkileşimlerini belirleyebilmek için mRNA seviyelerinin belirlenmesi, salgılanan proteinlerin ELISA yöntemiyle ölçülmesi ve histopatolojik olarak değerlendirilmesiyle belirlenmiştir. 8 hafta sonunda oluşan doku benzeri yapı HA greftle birleşip sementum, pulpa ve dentin benzeri yapılar gözlemlenmiştir. Klinik uygulamalarda, bu kişiye özel diş greftleri tasarlama, çoklu doku oluşturma ve ağızi diş ve çene kemiği mühendisliğinde kullanılabilirliğini sağlayabilir.

A key experimental trial in the regeneration of large oral and craniofacial defects is the neogenesis of osseous and ligamentous interfacial structures. Currently, oral regenerative medicine strategies are unpredictable for repair of tooth supporting tissues destroyed as a consequence of trauma, chronic infection or surgical resection. Here, this study shows mimicking immature tooth at the late bell stage design and construction of Hyroxy Apatite (HA) scaffolds for cell transplantation of human Adipose Stem Cells (hASCs), human Bone Marrow Stem Cells (hBMSCs) and Gingival Epitelial cells for the formation of human tooth dentin-pulp-enamel complexes in vitro. HA is the main factor that exist in tooth and it's in harmony with structural, biological, and mechanical characteristics. Scaffold characteriztion was demonstrated by SEM, FTIR and pore size and density mesurements. The biological contraction of dental tissues against each other was demonstrated by mRNA gene expressions, histopatologic observations and protein release profile by ELISA tecnique. The newly formed tissue like structures that grow and integrade within the HA designed constructs forming tooth cementum like tissue, pulp and bone structures. This method suggests potential for the clinical application of personalized tooth constructs that may allow regeneration of multi tissue lines essential for oral, dental and craniofacial engineering applications.