Investigation of use of boron nitride based nanomaterials in tissue engineering scaffolds

Yenileyici tıbbın gelecek vaat eden ve disiplinler arası bir alanı olan doku mühendisliği, kaybolan veya hasar gören doku veya organların geri kazanılması/yenilenmesi için gereken işlevsellik dahilinde doğal, sentetik veya yarı sentetik malzemeler kullanarak doku/organı taklit ederek çözümler geliştirmeyi amaçlamaktadır. Doku mühendisliğinde halihazırda kullanılan iskeleler, hücre tutunması, penetrasyonu, büyümesi ve yenilenmesini sağlamak için daha fazla fiziksel, kimyasal ve biyolojik geliştirmeye ihtiyaç duyulduğundan, bazı yetersizliklere sahiptir. Bu noktada nanoteknoloji fikri, nanomalzemelerin takviye malzemesi olarak doku mühendisliği uygulamalarında kullanılmasıyla devreye girmektedir. Nanomalzemeler, üstün mekanik, kimyasal, fiziksel ve biyolojik özelliklerinin yanı sıra daha yüksek biyouyumlulukları nedeniyle özel fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklere sahip yüksek performanslı biyomalzemeler üretmek için tercih edilebilir. Bu çalışmada ilk olarak, biyomedikal uygulamalarda kullanılmak üzere hem baryum titanatlar (BaTiO3) hem de bor nitrür nanotüpler (BNNT) içeren yeni ve toksik olmayan bir piezoelektrik kompozitin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Daha sonra, BaTiO3, BNNT'ler ve yeni kompozit olmak üzere üç farklı nanomateryal, yüksek piezoelektrik özelliklerinden dolayı poli (Ɛ-kaprolakton) (PCL) ve kitosan polimerlerinin içine onlara piezoelektrik özelliği kazandırmak için gömülerek kullanılmıştır. Bu piezo-kompozit yapı iskelelerinin etkileri, elektriğe duyarlı İnsan Osteoblast hücreleri (HOb) üzerinde araştırılmıştır. Yapı iskeleleri üzerindeki HOb hücreleri, hücre büyümesi sırasında düşük frekanslı ultrasonik ses dalgaları ile uyarılmıştır. Piezo-kompozit yapı iskelelerinin biyouyumluluk, hücre tutunması, alkalin fosfataz aktiviteleri ve mineralizasyonu HOb hücreler üzerinde incelenmiştir. Bu piezo-kompozit yapı iskeletlerinin kullanılması, in vivo elektrik stimülasyonunun geleneksel invazivliğini azaltarak elektriğe duyarlı hücrelerde veya dokularda piezoelektrik fenomenini kullanan kablosuz doku stimülasyon çalışmalarına oldukça katkı sağlayacaktır.