Kemik doku mühendisliği için bor bileşiği içeren kitosan iskeleler

Bu çalışmada, sodyum pentaborat pentahidrat (SPP) içeren kitosan (Ch) ve tıbbi kullanıma uygun (MG) kitosan ile üretilen iskeleler dondurarak kurutma yöntemi ile elde edilmiş, karakterizasyon çalışmaları yapılmış ve kemik doku mühendisliği uygulamalarındaki potansiyellerini belirlemek amacı ile hücre kültürü çalışmaları gerçekleştirilmiştir. SPP %1 (v/v) asetik asitte çözünmüş kitosan polimer çözeltisine, %0.125, %0.25, %0.5, %0.75 ve %1 (w/w) oranlarında eklenmiştir. 3 boyutlu gözenek yapısı elde edebilmek için 2 gün -20 oC'de dondurulan polimer -80 oC dondurarak kurutma cihazında kurutulmuş buradan elde edilen iskeleler etanol veya NaOH ile stabilize edilip tekrar dondurarak kurutma cihazında kurutulmuştur. Tez çalışmasında üç farklı deney grubu ile çalışılmıştır: hücre kültür ortamında çözürülen iskelesiz serbest SPP, %0,125 ila %1 (a/a) konsantrasyonlarda SPP içeren kitosan iskeleler ve %0,5 ve %0,75 (a/a) SPP içeren tıbbi sınıf kitosan iskeleler. Kitosan (Ch) polimeri ile yapılan çalışmalarda taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve ImageJ analizleri, artan SPP konsantrasyonunun ortalama gözenek boyutunu azalttığını göstermiştir. En küçük gözenek yapısı %1 SPP içeren iskelede gözlemlenmiştir. Su tutma testleri, tüm iskelelerin 30 dakika içinde şişme dengesine ulaştığını, ancak SPP konsantrasyonu arttıkça şişme kapasitesinin azaldığını ortaya koymuştur. En yüksek su tutma kapasitesi saf kitosan iskelede, en düşük ise %1 SPP içeren iskelede ölçülmüştür. Dört haftalık biyobozunma testleri, yüksek SPP içeriğine sahip iskelelerde daha fazla ağırlık kaybı olduğunu göstermiştir. Ch – SPP iskelelerin antimikrobiyal özellikleri incelendiğinde Aspergillus niger and Candida albicans'a karşı doza bağlı olarak antifungal etki gösterdiği belirlenmiştir. MC3T3-E1 fare osteoblast hücreleri iskeleler üzerinde kültüre edildiğinde hücre canlılığının tüm gruplarda ilerleyen günlerde azaldığı görülmüştür. Hücre üremesinin Ch – SPP isekeleler tarafından desteklenmediği düşünülerek hem kitosan çeşidi hem de stabilizasyon yönteminin hücre çoğalması üzerine etkisi incelenmiştir. Sonuçlar, tıbbi kullanıma uygun kitosan (MG) ile üretilen ve NaOH ile stabilize edilen iskelelerin MC3T3-E1 hücrelerinin çoğalmasını desteklediğini göstermiştir. Bu nedenle devam eden çalışmalarda tıbbi kullanıma uygun kitosan ile %0.5, %0.75 (w/w) oranında SPP içeren iskeleler üretilmiş, karakterize edilmiş ve hücre kültürü çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Resazurin canlılık analizi sonuçları MCET3-E1 hücrelerinin iskeleler üzerine tutunduğunu ve çoğalmalarını desteklediğini göstermiştir. Metabolik aktivite son günlerde düşüş gösterse de, DAPI boyama sonuçları, özellikle %0.5 ve %0.75 SPP gruplarında 10. günde artan hücre çekirdeği yoğunluğunu ortaya koymuş, bu da hücre çoğalmasının devam ettiğini göstermiştir. SEM analizi sonuçlarında da özellikle MG Ch - 0.5 SPP grubunda hücrelerin yoğun bir şekilde çoğaldığı ve yayıldığı görülmüştür. Sonuç olarak, SPP ile zenginleştirilmiş tıbbi kullanıma uygun kitosan iskelelerin antifungal özellik gösterdiği, MC3T3-E1 hücrelerinin çoğalmasını destekleyerek biyouyumlu olduğu belirlenmiştir. Tüm formülasyonlar arasında, NaOH ile stabilize edilmiş tıbbi kullanıma uygun kitosan içinde %0.5 (w/w) SPP içeren iskele, kemik doku mühendisliği için en umut verici yapı olarak öne çıkmaktadır.