Collagen/keratin/alginate hydrogel for an in vitro three-dimensional co-culture of fibroblasts and keratinocytes

Doku mühendisliğinde ileri biyomalzemelere olan yüksek talep nedeniyle, araştırmalar biyomimetik hidrojel ve üç boyutlu (3D) ko-kültür sistemlerine odaklanarak doku oluşumunu geliştirmeyi amaçlamaktadır. Bu çalışmanın amacı, Kolajen/Keratin/Aljinat (Col/Ker/Alg) hidrojelinin fibroblast ve keratinosit 3D ko-kültürü için bir doku iskelesi olarak potansiyelini incelemektir. Kollajen ve keratin sırasıyla sığır Aşil tendonlarından ve insan saç atıklarından ekstrakte edilmiş ve FTIR ile SDS-PAGE kullanılarak karakterize edilmiştir. FTIR, temel fonksiyonel grupların varlığını doğrularken, SDS-PAGE belirgin kollajen ve keratin bantlarını tespit etmiştir. Hidrojel örnekleri, 0.10 M, 0.50 M ve 1.0 M konsantrasyonlarında kalsiyum klorür ile çapraz bağlanarak morfoloji, şişme kapasitesi, bozunma, protein salınımı ve gözeneklilik açısından analiz edilmiştir. 0.50 M ile çapraz bağlanan hidrojel, en yüksek su alım kapasitesini, oldukça gözenekli ve birbirine bağlı bir yapıyı ve 2. günden sonra en fazla protein salınımını göstermiştir. Bozunma çalışmaları, 0.10 M hidrojellerin hızlı bir şekilde parçalandığını, 1.0 M hidrojellerin ise daha kararlı olduğunu ortaya koymuştur. Hücre kültürü deneyleri, tüm hidrojel formülasyonlarının 9 gün boyunca fibroblast canlılığını desteklediğini ve 0.50 M çapraz bağlı hidrojelin en iyi sonucu verdiğini göstermiştir. Mikro desenli 3D baskılı kalıplar kullanılarak doğal doku yapılarını taklit eden kanallar oluşturulmuştur. İnsan dermal fibroblastları (HDF-a) ve keratinositler (HaCaT) ile aşılanan hidrojel matrisi, 21 gün boyunca resazurin indirgeme testi ve floresan görüntüleme ile canlılık ve proliferasyon açısından değerlendirilmiştir. Sonuçlar, Col/Ker/Alg hidrojelinin hücre çoğalması için uygun bir 3D mikroçevre sağladığını ve cilt doku mühendisliği uygulamaları için umut verici bir iskele potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir.