Çift fazlı iskele üretimi ve kök hücre ile uyumu

Kök hücre için kaynak olarak kemik iliği stromal hücreleri ve yağ dokusu sıklıkla kullanılmakta ve farklılaşma süreçleri belirteçler eşliğinde incelenmektedir. Mezenşimal kök hücre kendini yenileme kapasitesi olan, birçok yöne farklılaşabilen, etik problemleri olmayan, doku mühendisliği ve rejeneratif tıp için bir kaynak olarak her geçen gün daha önemli hale gelen hücresel tedavi için bir seçenektir. Kemik ve kıkırdak dokusu iskelet sistemindeki rolü nedeniyle insan ve hayvan sağlığında, özellikle yara onarımı ve iyileşmesinde yer aldığı patolojik olaylarda önemlidir. Bu amaçla hücre-biyomalzeme kullanımı ve kıkırdak-kemik dokular gibi farklı yapılardaki dokuların bulunduğu organlarda tek fazlı iskelelerin kullanımı başarıyı azaltmaktadır. Bu nedenle çalışmada, çift fazlı hem kemik hem de kıkırdak doku uyumu olan iskele geliştirilmesi amaçlanmıştır. Çalışmada mezenşimal kök hücreler kemik iliği ve yağ dokusundan elde edilmiştir. Her bir kök hücre eldesi ve kültürü için ayrı protokoller uygulandıktan sonra immunositokimyasal analiz ile mezenşimal kök hücre karakterizasyonu yapılmıştır. Daha sonra osteojenik ve kondrojenik farklılaştırma ortamları ile her bir kök hücre kaynağından kemik ve kıkırdak öncü hücrelerine farklılaştırılma sağlanmıştır. Farklılaştırma süreci tamamlandıktan sonra kemik öncü hücrelerinde osteonektin ve osteokalsin, kıkırdak öncü hücrelerinde kollajen-II ve Sox-9 dağılımları immunositokimyasal analiz ile incelenmiştir. Kültür çalışmaları ile eş zamanlı olarak kemikle entegrasyonun olacağı bölge için 45S5 biyocam ve sodyum aljinat kullanılarak, üç boyutlu bir yazıcı ile üretimine başlanan iskele, kıkırdak entegrasyonu için, her bir katmanda biyocam oranı azaltılıp hidrojel oranı arttırılarak en üst katmanda mineralsiz hidrojel yapısına geçecek şekilde üretilmiştir. Farklılaştırılan hücreler üretilen çift fazlı 45S5 biyocam iskeleler üzerine damla damla ekilerek hücrelerin iskele içine homojen dağılımı sağlanmıştır. Çalışmanın sonucunda kemik iliğinden elde edilen kök hücrelerin yağ dokusundan elde edilen kök hücrelere göre çoğalma ve farklılaşma potansiyellerinin daha yüksek olduğu görülmüştür. Farklılaşmanın 7. günde başladığı 14. günden sonra artış gösterdiği belirlenmiştir. Çift fazlı doku iskelesi ile yapılan testlerde herhangi bir delaminasyona rastlanmamıştır. Doku iskelesinin kemik ve kıkırdak yönünde farklılaştırılan kök hücreler ile başarılı bir uyum sağladığı görülmüştür. 3 boyutlu basılmış iskelelerden mevcut klinik problemlerin çözümü için işlevsel ve uygulanabilir çözümler sunma potansiyeli beklenmektedir. Geliştirilen iskeleler ile hücre etkileşme mekanizmalarının anlaşılması, klinik rutin tedavide etkin kemik ve kıkırdak oluşumu yönünden büyük önem taşımaktadır. Aynı zamanda, insan ve veteriner hekimliğinde kök hücresi uygulamalarının diğer tedavi yöntemlerine alternatif olduğu da göz önüne alınmalıdır.