Design, fabrication and characterization of biodegradable scaffolds for tissue engineering and regenerative medicine applications

Bu çalışmada doku mühendisliği uygulamaları için vücutta çözünebilir yapılar geliştirilmiştir. Ana tema olarak kemik ve deri doku uygulamalarına odaklanılmıştır. Hidroksiapetit (HA), kitosan (CS) ve poli(laktik asit) (PLA) gibi biyouyumlu malzemeler doku geliştirme çalışmaları için kullanılmıştır. Saf HA sol-jel metodu kullanılarak değişik yöntemler ile üretilmiş ve karakterize edilmiştir. Nano boyutta geliştirilen kitosan-hidroksiapetit (CS/HA) karışımları çözücü uçurma metodu ile elde edilmiştir. Bu amaç için en uygun çözücünün formik asit olduğu görülmüştür. Bu çözücü içerisinde HA homojen bir şekilde dağılmış ve kitosan zincirleri arasına girerek değişik morfolojiler meydana getirmiştir. Ayrıca, üç boyutlu baskı yöntemi ile PLA doku iskeleleri geliştirilmiştir. Formik asit kullanarak hazırlanan CS/HA karışımları, 3 boyutlu PLA malzemelerinin yüzeyine kaplanmıştır. Üretilen doku malzemelerinin üzerlerinde U2-OS insan kemik hücreleri büyütülmüştür. CS/HA eklenmesi, hücrelerin doku malzemesi üzerinde büyümelerini geliştirmiştir. Üretilen malzemelerin kemik doku mühendisliği uygulamalarında kullanılmaya uygun olduğu tespit edilmiştir. Doku mühendisliği uygulamaları için yüksek molekül ağırlıklı polikaprolakton (PCL), PCL (Mn=2000 g/mol) içeren bir poliüretan (PU) ve ipek (SF) malzemeleri kullanılmıştır. Yüksek molekül ağırlıklı PCL epsilon-kaprolakton monomerinin polimerizasyonu ile üretilmiştir. PU ise PCL-2000 oligomeri ve 1,6-hekzametilen diizosiyanat'ın (HDI) stokiyometrik (1/1 mol) reaksiyonu ile üretilmiştir. İpek lifleri ipek böceği kozasından ekstrakte ederek elde edilmiştir. Bu yöntemde daha yaygın olan THF ve DMF çözücüleri yerine daha az zararlı bir çözücü olan formik asit kullanılarak yeşil elektro-eğirme yöntemi ile nanofiber yapılar elde edilmiştir. Üretilen malzemeler değişik metotlarla karakterize edilmiştir. Hücre çalışmaları insan BJ ve fare NIH/3T3 hücreleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. ATP ve MTT sitotoksisite testleri sonucunda hücrelerin PCL ve PU malzemeleri ile karşılaştırıldığında diğerlerine göre daha çok büyüdükleri gözlemlenmiştir. Elde edilen malzemelerin deri doku mühendisliği uygulamalarında kullanılması için gerekli olan mekanik ve biyolojik özelliklere sahip oldukları gözlemlenmiştir.