Biomimetic self-assembled peptide nanofibers for bone regeneration

Kendiliğinden toplanan peptit nanofiberler; çok yönlü, biyofonksiyonel ve hücrelerarası iskeleyi taklit edebilen yapılarından dolayı rejeneratif tıp alanında sıklıkla kullanılmaktadır. Bu yapılar sayesinde kemik doku rejenerasyonu uygulamalarında kullanılmak üzere osteokondüktif ve osteoindüktif peptit nanofiberler elde edilebilmektedir. Bu tezde, hücrelerarası iskeleyi taklit eden peptit nanofiberlerden oluşan iki boyutlu jellerin kullanılması ve titanyum implentlerin fonksiyonelleştirilmesi gibi iki farklı yaklaşım kullanılarak kemik doku rejenerasyonu ve mineralizasyonu amaçlanmıştır. İlk olarak, hücrelerarası iskeleyi taklit eden peptit nanofiberlerin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu sebeple, kemik hücrelerarası iskelesi yapısında bulunan glikozaminoglikanların kimyasal yapıları kullanılarak glikozaminoglikanları taklit edebilen peptit nanofiberler tasarlanmıştır. Glikozaminoglikan mimetik peptit nanofiberler, osteojenik aktivitede çok önemli rolü olan BMP-2 büyüme faktörüyle etkileşim göstermiştir. Bu peptit nanofiberlerin glikozaminoglikanları taklit eden yapısı ve BMP-2 ile olan etkileşiminin, osteoblast hücrelerinin osteojenik aktivitesini ve mineralizasyonunu arttırdığı gözlemlenmiştir. ALP aktivitesi, Alizarin Red boyaması ve EDAX spektroskopisi sonuçları, peptit nanofiberlerin osteojenik hücrelerin mineralizasyonunu önemli ölçüde tetiklediğini göstermiştir.Ayrıca, titanyum biyomedikal implentlerde meydana gelen kemik doku entegrasyon problemlerini önlemek için, midyelerin yapışma mekanizmasından faydalanarak, hibrit osteokondüktif peptit nanofiber sistemi geliştirilmiştir. Bu sebeple, Dopa molekülü konjuge edilmiş peptit amfifiller, osteojenik aktivite sağlayan biyolojik peptit sekansı içeren peptit amfifillerle beraber kullanılarak titanyum yüzeyleri biyofonksiyonel hale getirilmiştir. Dopa yoluyla yüzeye immobilize olan osteojenik peptit nanofiberler, implent ile osteoblast hücreleri arasında osteokondüktif bir ara yüzey oluşturmuştur ve bu yüzeyler kaplanmamış yüzeye kıyasla yumuşak doku oluşumuna sebebiyet veren fibroblastların bağlanma ve yaşamalarını inhibe etmiştir. Özet olarak, osteojenik hücrelerin osteojenik aktivite ve mineralizasyonunu tetikleyen osteoindüktif ve osteokondüktif peptit nanofiberler geliştirilmiştir. Geliştirilen biyoaktif peptit nanofiberler kemik doku mühendisliğinin klinik uygulamalarında kullanılmasında ümit vadetmektedir.