Omurilik hasarlarının doku mühendisliği yaklaşımı ile tedavisi için biyobozunur üç boyutlu matriks geliştirilmesi

Trafik kazaları, spor yaralanmaları, iş kazaları gibi bir tramva veya tümör, enfeksiyon, yumuşak doku hastalıkları gibi tramvatik olmayan bir sebepten oluşan omurilik hasarları, hastada neden olduğu kısıtlılıklar nedeniyle sadece hastanın kendisini etkilemek ile kalmayıp hasta ailesini ve tüm toplumu ilgilendiren önemli bir sağlık sorunudur. Oluşan hasarların hızlı ve etkili çözümüne yönelik olarak, hücre bazlı tedaviler, biyomalzemeler ve nörotik rejenerasyonu arttırıcı çeşitli biyolojik faktörlerinin tek başına veya ilaç salım sistemleri kullanımları gibi değişik yöntemler önerilmiştir. Ancak, kompleks bir doku hasarının onarımında tek etkili bileşen içeren bu tedaviler yetersiz kalmaktadır. Bu dezavantajlar düşünüldüğünde, bu tez çalışması ile hem aksonal yönlenmeyi sağlayacak morfolojik ve biyokimyasal yapıya sahip hem de rejenerasyonu stimule edici biyomoleküllerin salımını gerçekleştirecek çift katmanlı bir matriks üretimi amaçlanmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında, plastik sıkıştırma yöntemi ile aksonal rejenerasyonu teşvik eden nöronal büyüme faktörü Nörotrofin-3 (NT-3) ve glial skarı degrade etme yeteneğine sahip Kondroitinaz ABC (ChABC) enzimi yüklenen kolajen alt katman hazırlanmıştır. Daha sonra hazırlanan kolajen katmanın içerdiği biyomoleküllerin in vitro salım profilleri incelenmiştir. NT-3'ün 35 günde %15'i ortama salınırken, chABC molekülünün salım profili farklı yöntemler denenmesine rağmen çıkartılamamıştır. Daha sonra, tasarlanan çift katmanlı matrisin üst katmanını oluşturan ve sinir hücrelerinin üzerinde gelişip yönlenmesi için laminin proteini içeren, üç farklı konsantrasyonda kolajen/poli(laktat-ko-glikolat) (PLGA) polimer çözeltisinden elektroeğirme yöntemi ile yönlendirilmiş nanofiber yapısında bir membranlar hazırlanmıştır. Üretilen iki katman elektroeğirme prosesi sırasında birleştirilmiştir. Nanofiber üst katman adipoz kökenli kök hücrelerin (ASCs) ve dorsal kök gangliyonlarının (DRGs) aksonal uzantılarını belli doğrultularda büyümesini sağlayan yönlenmiş nanofiber yapısına sahipken kolajen alt katman pürüzsüz ve paternsiz bir yapıya sahiptir. Morfolojik analizleri yapılan nanofiber üst katmanların içerdikleri kolajen/PLGA içeriğine göre farklı yönlenme derecelerine ve fiber çaplarına sahip oldukları belirlenmiştir. Yine içerdikleri kolajen/PLGA miktarına göre ıslak ve kuru halde biyomekanik davranışlarında da farklılıklar gözlemlenmiştir. Hücre tutunması açısından önemli olan su tutma kapasiteleri ölçülmüş ve bütün membranların aynı kolajen alt katmana sahip olması nedeniyle neredeyse eşit miktarda su tutma yeteneğine sahip olduğu görülmüştür. Tüm matrisler hücre yapışması ve gelişmesini sağlarken, biyomolekül içeren matrikslerin içermeyenlere göre ASCs ve DRGs gelişimde daha etkili olduğu, aksonal dallanma ve gelişmeyi pozitif etkilediği görülmüştür.