Doğal protein katkılı biyobozunur polimer doku matrikslerinin geliştirilmesi ve adipoz kök hücreler ile etkileşiminin araştırılması

Bu tez çalışması, doku mühendisliği uygulamalarında kullanılmak üzere, mevcut sentetik ve doğal kompozit polimerik doku iskelelerine alternatif olarak literatürde ilk kez yumurta beyazı proteininin (HEW) kullanımını ve bu proteinin yüzey kimyası özelliklerine etkisini ve adipoz kaynaklı mezenkimal kök hücreler (ASCs) ile etkileşimini incelemektedir. Bu amaçla, HEW ve poli(-kaprolakton) (PCL) polimerinden elektroeğirme ile nanofiber doku iskeleleri üretildikten sonra, bu yapıların çeşitli yöntemler ile karakterizayonu gerçekleştirilmiştir. Bir sonraki aşamada, doku iskelelerinin üzerine ASC'ler ekilerek hücre canlılık analizleri yapılmıştır. İlk aşamada elde edilen liyofilize HEW proteinine SDS-page analizi yapılmıştır ve HEW'in içeriğindeki ana proteinlere ait bantlar gözlenmiştir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yapılan morfolojik analizler sonucunda düzgün yüzeylere sahip fiberlerden oluşan membranların başarıyla elde edildiği görülmüştür. Ayrıca, HEW içeren fiberlerin (50-254nm) yalnızca PCL'den oluşan fiberlere (0.90-1.60μm) göre daha ince olduğu tespit edilmiştir. Nanofiberler üzerindeki HEW dağılımı, anti-ovalbumin antikoru kullanılarak immünohistokimyasal olarak gösterilmiştir. Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR-ATR) analizi ile de membran üzerindeki protein varlığı doğrulanmıştır. PCL/HEW membranının termal özelliklerinin belirlenmesi ve ayrıca membran içeriğinde bulunan PCL ve HEW miktarının tayini amacıyla termogravimetrik diferansiyel termal analiz (TGA) yapılmıştır. TGA sonucuna göre her iki bileşenin dekomposizyonu görülmüş ve kompozit nanofiberlerdeki HEW protein oranının %36 civarında olduğu saptanmıştır. Fiberlerin ıslanabilirliğini analiz etmek amacıyla su ile yapmış olduğu temas açıları ölçülmüştür. Hidrofobik özellikte olduğu bilinen PCL membranların temas açısının 90o'de sabit kaldığı gözlemlenirken, PCL/HEW membran yüzeylerinde başlangıçta ölçülen 70o'lik temas açısının zamanla azaldığı ve dolayısıyla proteinin membranlara su absorplama özelliği katarak hidrofilik karakterde bir matris oluşumuna sebep olduğu bulunmuştur. Hücre kültürü çalışmalarında, doku iskeleleri üzerine ekilen ASC'lere hücre canlılığının belirlenmesi amacıyla 2, 7 ve 14. günlerde canlı/ölü boyaması ve alamar blue çalışması yapılmıştır. Ayrıca, hücresel iskeletteki aktin filamentleri ile çekirdek görüntülemesi için sırasıyla phalloidin ve draq5 boyaması yapılmıştır. Yapılan analiz ve görüntülemeler sonucunda HEW içeren örnekler üzerinde ekili hücrelerin 14 gün boyunca canlılıklarını koruyarak çoğaldıkları; kontrol grubu olan sadece PCL'den oluşan örnekler üzerinde ekili hücre sayısında ise 7. günden sonra azalma olduğu gözlenmiştir. Hücre tutunması ve çoğalması için doğru biyofiziksel özelliklere sahip doku iskelesi üretilmesi amacıyla sentetik polimerlerin doğal bileşenlerle karıştırılması, doku iskelelerinde istenen özelliklere ulaşmak için basit ve etkili bir yoldur. Bu amaç doğrultusunda yapılan bu tez çalışmasında sonuç olarak basit, hızlı ve düşük maliyetli bir imalat yöntemi ile PCL/HEW doku iskeleleri oluşturulmuş; biyobozunurluğu, yüzey yapısı ve mekanik özellikleri açısından yeterli olduğu, hücre tutunmasını ve çoğalmasını büyük ölçüde desteklediği anlaşılmıştır ve böylelikle çeşitli doku mühendisliği uygulamaları için uygulanabilirliği gösterilmiştir.