Development of a Multilayered Skin Model Using 3D Printing and Microfluidic Systems

Bu çalışma, cilt penetrasyon testleri için yüksek verimli bir ilaç tarama sistemi için, 3D baskı ve mikroakışkan yaklaşımlarını birleştirerek in vitro üç katmanlı (epidermis, dermis ve hipodermis) bir cilt modeli geliştirmeyi ve aynı zamanda baskı yapılabilen bir biyomürekkep geliştirmeyi ve ayrıca oda sıcaklığında basılabilen bir biyomürekkep geliştirmeyi amaçlamaktadır. İnsan keratinositleri (KC), epidermis üretimi için 3D baskılı poli-laktid-kaprolakton (PLC) iskelelerine ekildi. Dermis için mezenkimal kök hücreler (ADSC): insan dermal fibroblastları (DF) (1:3); ve hipodermis için, önceden farklılaştırılmış adiposit ADSC: DF'den (3:1) GelMA polimer çözeltisine eklendi, 3D basıldı ve UV çapraz bağlandı. Epidermis tabakasının keratinosit tabakalaşması için hava-sıvı arayüzü (ALI) kültürü kullanıldı ve in vitro olarak E-cadherin hücre yapışma belirteçleri ile karakterize edildi. ADSC'lerin kök hücreliliği, CD105 pozitifliği ile gösterilmiştir. Dinamik kültür için kokültürler, mikrobiyoreaktörde ortamında bir araya getirilmiştir. Dinamik kültürdeki hücre canlılığı, statik kültür sonuçlarına benzer olduğu görülmüştür. Deksametazon-floresan izotiyosiyanat (Dex-FITC) kullanılarak penetrasyon çalışması üç katmanlı, iki katmanlı (dermis ve hipodermis) ve ayrıca hücresiz çip üstü deri üzerinde gerçekleştirildi. Epidermis tabakası, 3 katmanlı çiplerde ilaç penetrasyonunun gecikmesini sağlamıştır. Dex'in hücreler tarafından bir saat içinde alındığı ve bir saat sonra da serbest bırakıldığı gösterildi. Sonuçlar, mikrobiyoreaktör sistemimizin gelişmiş bir ilaç penetrasyon testi için kullanılabileceğini gösterdi. Tezin ikinci bölümünde, soğutmadan metakrilatlanmış hyaluronik asit (HAMA), aljinat, GelMA, IrgaCure'den oluşan bir biyomürekkep geliştirilmiş ve başarıyla basılmıştır. Jel öncüsü çözelti, basım öncesi kalsiyum klorür (CaCl2) ile iyonik olarak çapraz bağlandı, yazdırıldı, foto çapraz bağlandı, ardından CaCl2 çözeltisi ile basım sonrası çapraz bağlandı. Nihai hidrojel, CaCl2 çapraz bağlı aljinat ve foto çapraz bağlı HAMA-GelMA'dan oluşan ayarlanabilir bir viskoelastik iç içe geçen ağdır. Biyobasımlarda tüm hücre tipleri iyi bir canlılık gösterdi. Anahtar Kelimeler: Deri, 3B Yazıcı, In Vitro Doku Modeli, Mikroakışkan Cihaz