Yara örtüleri için alternatif doku iskeleleri: in vitro çalışmalar

Abstract

Sunulan tez kapsamında gerçekleştirilen çalışmalarda, yara iyileşmesini destekleyecek ve hızlandıracak nanofibröz polikaprolakton (PCL) ve PCL/jelatin doku iskelelerinin hazırlanması amaçlanmıştır. Bu amaçla üretilen doku iskelelerinin karakterizasyon çalışmaları yapılmış ve in vitro etkileşimleri hücre kültürü çalışmalarıyla gözlemlenmiştir.Doku iskelelerinin fabrikasyonu için elektroeğirme yöntemi kullanılmıştır. Biyomalzeme olarak molekül ağırlığı 80000 Da olan PCL ve domuz derisi kökenli jelatin tip A kullanılmıştır. PCL için çözücü olarak N,N-dimetilformamid (DMF) ve diklorometan (DCM) karışımı (25:75), PCL/jelatin karışımı için çözücü olarak hekzafloroizopropanol (HFIP) kullanılmıştır. Elektroeğirme işlemini etkileyen parametreler optimize edilerek, nano ölçekte fiber çaplarına sahip doku iskelelerinin üretimi gerçekleştirilmiştir. SEM analizleri, fiber çaplarının PCL doku iskeleleri için 488±114 nm, PCL/jelatin doku iskeleleri için ise 663±107 nm olduğunu göstermiştir. Ayrıca yapılan gözeneklilik analizleri sonucu gözeneklilik değerleri, PCL doku iskeleleri için %79, PCL/jelatin doku iskeleleri için %68 olarak hesaplanmıştır.PCL ve PCL/jelatin doku iskelelerinin Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) içerisinde yapılan biyobozunurluk çalışmaları 14 gün süresince 37?C'de, CO2 etüvünde gerçekleştirilmiştir. 3., 5., 7. ve 14. günlerde alınan örnekler SEM ve ATR-FTIR analizleriyle değerlendirilmiştir. Sonuçlar, 14 günlük inkübasyon boyunca PCL doku iskelelerinin kimyasal yapısının değişmediğini, bununla birlikte PCL/jelatin karışımı doku iskelelerinin bu süreç boyunca yüzey erozyonuna uğrayarak biyobozunmaya maruz kaldığını göstermiştir.Yara iyileşme mekanizmalarını hızlandırmak ve doku iskelelerinin biyolojik aktivitesini arttırmak için, nanofibröz doku iskelelerine kovalent olarak EGF immobilizasyonu gerçekleştirilmiştir. EGF immobilizasyonu kalitatif ve kantitatif olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca hücre kültürü sırasında yapılan MTT analizleri ve alınan SEM görüntüleri, EGF immobilize edilen doku iskelelerinin hücre üremesi ve morfolojisini olumlu yönde etkilediğini göstermiştir.Yapılan çalışmalardan elde edilen sonuçlar ışığında, elektroeğirme ile üretilen ve yüzeyine EGF immobilize edilen nanofibröz doku iskelelerinin yara örtüsü uygulamaları için uygun nitelikte olduğu anlaşılmıştır.Anahtar Kelimeler: Elektroeğirme, nanofibröz doku iskeleleri, polikaprolakton, jelatin, epidermal büyüme faktörü (EGF), yara örtüleri, deri doku mühendisliği.

In this study, nanofibrous polycaprolactone (PCL) and PCL/gelatin scaffolds were prepared in order to support and enhance the wound healing mechanism. Over the entire studies of this thesis; characterizations of produced tissue scaffolds were carried out and in vitro interactions were observed by cell culture studies.Fabrication of tissue scaffolds achieved by electrospinning method. PCL which has molecular weight of 80000 Da and pig skin originated gelatin of type A were used as components of scaffolds. N,N-dimethylformamide (DMF) and dichloromethane (DCM) mixture (25:75), and hexafluoroisopropanol (HFIP) were used as solvents for PCL and PCL/gelatin mixture, respectively. The parameters that affect the electrospinning process were optimized and nanofiber-based tissue scaffolds were achieved. SEM analysis showed the fiber diameters are 488±114 nm and 663±107 nm for PCL and PCL/gelatin scaffolds, respectively. Furthermore, according to results of the porosity analysis; the values of the porosities were calculated as 79% for PCL and 68% for PCL/gelatin scaffolds.Biodegradability studies for PCL and PCL/gelatin tissue scaffolds have been carried out in Dulbecco?s Modified Eagle?s Medium (DMEM) for 14 days under 37?C in CO2 incubator. Samples that were taken after 3rd, 5th, 7th and 14th days of the experiment were examined by SEM and ATR-FTIR analysis. Results showed that chemical structure of PCL tissue scaffolds did not change during 14 days incubation, on the other hand, PCL/gelatin scaffolds degraded by means of surface erosion.Immobilization of epidermal growth factor (EGF) to the nano-fibrous tissue scaffolds was realized by covalent bonding to enhance the wound healing mechanism by increasing the biological activities of the tissue scaffolds. EGF immobilization were evaluated qualitatively and quantitatively. Furthermore, the MTT analysis were held on during the cell culture and taken SEM images showed that, EGF immobilized tissue scaffolds affect the cellular proliferation and morphology positively.In the light of these experimental studies, it has been understood that, nanofibrous tissue scaffolds that were produced by the electrospinning method and immobilized EGF to the surfaces, are found to have suitable attribution for the wound dressing applications.Keywords: Electrospinning, nanofibrous tissue scaffolds, polycaprolactone, gelatin, epidermal growth factor (EGF), wound dressing, skin tissue engineering.