Natural origin silica reinforced dual fiber matrices for bone tissue engineering

Kemik doku kayıplarının tedavisinde kullanılan greft terapilerde, donör kısıtlılığı, hastalık bulaşma riski ve immün reaksiyon dezavantajları bulunmaktadır. Doku mühendisliği taşıyıcıları bu dezavantajların önüne geçmektedir. Bu çalışmada, hasar bölgesindeki doku rejenerasyonunu destekleyecek, 3 boyutlu hücre taşıyıcı, temelde doğal malzemeler kullanılarak geliştirilmiştir. Hücre taşıyıcı, birlikte elektroeğirme yöntemiyle üretilmiştir ve iki farklı fiber fazı bulunmaktadır; birinci fiber fazı bakteri kökenli polimer Poli(3-hidroksibütrat-ko-3-hidroksivalerat) (PHBV) ve yapıyı desteklemek için az miktarda Polikaprolakton (PCL) polimerlerinden üretilmiştir, ikinci fiber yapısı pullulan (PUL) polimeri ve tek-hücreli bir alg kökenli diatom silika kabuklarından (DS) oluşturulmuştur. Çalışmada ayrıca, Cupriavidus necator bakteri suşu'ndan PHBV üretimi optimize edilmiştir ve hücre taşıyıcı grupları üretiminde kullanılmıştır. PHBV/PCL/SA:PUL/DS hücre taşıyıcı grubu ikili fiber matrisi olarak üretilmiş ve PUL'ın elektroeğirme sırasında çapraz bağlanması için yeni bir çaprazbağlama yöntemi geliştirilmiştir. Hücre taşıyıcıdan antibiyotik salımını sağlamak için hidrofobik PHBV fiberlerine Sefuroksim aksetil (SA) antibiyotiği yüklenmiştir. Karakterizasyon çalışmaları, hücre taşıyıcının su içeren ortamda yavaş hızda bozunduğunu, az su emdiği ve sabit yapısının olduğunu, kontrollü antibiyotik salımını desteklediğini ve içerdiği DS ve çift fiber yapısı sayesinde gelişmiş basma dayanımına sahip olduğunu ortaya çıkarmıştır. In vitro çalışmalar, DS içeren grupların Saos-2 hücre canlılığını arttırdığını ve hidrofilik PUL fiberleri içeren birlikte elektroeğirilmiş grupların L929 hücre canlılığını desteklediğini ortaya çıkarmıştır. Taramalı elektron mikroskobu ve konfokal lazer taramalı mikroskobu analizleri, hücrelerin birlikte elektroeğirilmiş taşıyıcı içerisinde sağlıklı morfolojiyle yayıldığını göstermiştir. Çalışmada, yeni, 3 boyutlu, ikili fiberli hücre taşıyıcı, temelinde doğal kökenli malzemeler ile üretilmiştir ve kemik doku mühendisliği uygulamalarında kullanılma potansiyeli bulunmaktadır.