Atık kağıttan türetilmiş karbon aerojel- elastomer sisteminin kardiyak doku yaması olarak incelenmesi

Kardiyovasküler hastalıklar, dünya genelinde ciddi sayıda ölümün sorumlusu olarak gösterilmektedir. Bu hastalıklar arasında yer alan miyokard enfarktüsü, koroner arterlerden birinde kan akışı bloke olduğunda meydana gelmekte ve tıkanmaya maruz kalan miyokard alanındaki kardiyomiyositleri, besin ve oksijenden mahrum bırakmaktadır. Perfüzyonun kısa süre içinde onarılmaması halinde, kardiyomiyositlerde kronik hasar meydana gelmekte ve bunun sonucunda, miyokard içerisinde önemli düzeyde kardiyomiyosit kaybı yaşanmaktadır. Kardiyomiyositlerde herhangi bir kendini kopyalama mekanizması bulunmadığı için, bu tip bir hasar sonrasında düzelmeleri mümkün olmamaktadır. Dolayısıyla, akut miyokard enfarktüsünü sağ atlatanlarda, sol ventrikülün büyüdüğü ve sol ventrikül duvarının inceldiği bir kalp yetmezliği durumu baş göstermektedir. Nihayetinde, kalp tarafından vücudun farklı bölümlerine yeterli miktarda kan pompalanması olanaksız hale gelmekte ve son olarak hasta kaybedilmektedir. Akut miyokard sonrası gelişen kalp yetmezliğine dönük mevcut tedavi stratejileri, sözünü ettiğimiz son evrenin ortaya çıkış sürecini yavaşlatmakla sınırlıdır. Günümüzde yeni yeni gelişen Miyokardiyal Doku Mühendisliği yaklaşımında, sağlıklı kardiyak hücreler ile yapay kardiyak yamanın birleştirilmesi sayesinde, enfarktüs geçirmiş miyokardın kendini yenilemesini sağlayacak mükemmel bir tedavi stratejisinin ortaya çıkması umulmaktadır. Bununla birlikte, başarılı bir kardiyak yama meydana getirecek en uygun kültür substratı henüz bulunabilmiş değildir. Dolayısıyla, bu çalışmada, yeni iletken elastomer esaslı kompozitin sentezlenmesi ve miyokardiyal doku mühendisliğinde kardiyak yama olarak kullanımına dönük potansiyelin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Özellikle, Karbon Aerojel-Poli (Gliserol Sebakat) (CA-PGS) sisteminde elektriksel açıdan iletken bir kompozitin sentezlenmesi ilk olarak bu çalışmada açıklanmaktadır. Çalışmada, atık kâğıttan elde edilen uygun maliyetli bir karbon kaynağı niteliğini taşıyan ve kardiyak doku mühendisliği uygulamalarında kullanımı bugüne dek incelenmemiş olan, elektrik iletkenliğine sahip Karbo Aerojel, biyolojik olarak ayrışabilen PGS matrisi ile birleştirilmiş, bu şekilde optimal özelliklere sahip bir kardiyak yapının elde edilmesi hedeflenmiştir. Sonuçta ortaya çıkan kompozit, Taramalı Elektron Mikroskopu (SEM), Fuorier Dönüşüm Kızılötesi (FTIR) Spektroskopisi, X-ışını Difraksiyonu (XRD) ve Temas Açısı Ölçümleri ile incelenmiştir. Ek olarak, geliştirilen sistemin mekanik ve elektriksel özellikleri, ayrıca hücre-materyal etkileşimleri de bu yeni elastomerik kompozitin, miyokardiyal doku mühendisliğinde bir kardiyak yama olarak kullanım potansiyelini değerlendirmek üzere masaya yatırılmıştır. Sonuçlar, polimerik matrise Karbon Aerojel Mikrokemerlerin (CAMs) dahil edilmesi sayesinde, geliştirilen yapılarda elastisite modülü ve şekil değiştirme yeteneğinin kayda değer ölçüde yükseldiğini, böylece ortaya çıkan yapının, asıl kardiyak dokuya mekanik özellikler açısından uyum sağladığını göstermiştir. Bunun yanında, Karbon Aerojel Mikrokemerlerin eklenmesi, geliştirilen yapıya elektriksel iletkenlik kazandırmış ve iletkenlik değeri, insan miyokardı için bildirilen aralık içinde kalmıştır. Hücre-matris etkileşimi açısından, MTT (3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolium Bromür) analizinin ortaya koyduğu sonuçlar, CA-PGS kompozitinin, L929 fare fibroblast hücrelerinde herhangi bir in vitro sitotoksik etki geliştirmediğini göstermiştir. Ek olarak, H9C2 sıçan kardiyak miyoblast hücrelerinin kompozite yapıştığı ve orada çoğaldığı gösterilmiş, yine bu da kompozitin biyolojik uyumluluk sergilediğini ortaya koymuştur. Bulgular bir arada değerlendirildiğinde, geliştirilen sistemin, kardiyak onarıma yönelik miyokardiyal doku mühendisliği açısından ümit verici bir aday olduğu sonucuna ulaşılmıştır.