Development of electrically conductive porous silk ibroin/carbon nanofiber scaffolds

Doku mühendisliği uygulamalarında çoğunlukla gözenekli yapıdaki doku iskeleleri tercih edilmektedir. Bunun başlıca sebepleri arasında gözenekli yapının hücresel fonksiyonlar için gerekli olan yüzey alanını sunması ve hücrelerin çevre doku ile besin, atık ve oksijen transferi yapmalarına imkan sağlaması yer almaktadır. Bununla birlikte, doku iskelelerinin mekanik özellikleri fizyolojik ortamdan kaynaklı yükleri taşıyabilecek yeterlilikte olmalıdır. Ayrıca, fizyolojik fonksiyonların yerine getirilebilmesi için doku boyunca elektriksel impalsların iletildiği dokularda elektriksel iletkenliğe sahip doku iskelelerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu doğrultuda, ayarlanabilir mekanik özellikleri ve hücre fonksiyonları üzerindeki olumlu etkileri nedeniyle Bombyx mori ipek böceklerinin kozalarından elde edilen ipek fibroin (SF), doku mühendisliği uygulamaları için önem kazanmıştır. Bu tez çalışmasında, gözenekli yapıdaki ipek fibroin doku iskelelerine elektriksel iletkenlik kazandırmak ve mekanik dayanımlarını artırmak amacıyla ikincil faz olarak karbon nanofiberler (CNF) eklenmiştir. Geliştirilen üretim metodunda, flor bazlı bir alkol olan hexafluoro-2-propanol (HFIP)'ün (SF çözücüsü olarak kullanılmaktadır) hidrojen bağı kurma yetisi kullanılarak CNF'ler SF içerisine dağıtılmıştır. Spesifik olarak, 0.04 S/cm'ye ulaşan elektriksel iletkenliğe ve 260 ± 30 kPa'ya ulaşan esneklik katsayısına sahip SF/CNF nanokompozit doku iskelesi üretilmiştir. Bu doku iskelesi %78 porozitede olup, ortalama 376 ± 53 µm boyutunda gözeneklere sahiptir. Ayrıca, %10 CNF eklenmesi sonucunda SF'nin ıslanabilirliğinde ~%34'lük bir artış elde edilmiştir. Bu artışa bağlı olarak fibroblastların SF/CNF nanokompozit yüzeylerinde SF'ye kıyasla daha fazla yayılıma uğradıkları tespit edilmiştir.