Mikrodalga desteği ile metakrilatlanmış kappa carrageenan hidrojellerin 3B baskılanması ve kıkırdak doku mühendisliğinde kullanımının araştırılması

Bu çalışma "Mikrodalga Desteği ile Metakrilatlanmış Kappa Carrageenan Hidrojellerin Kıkırdak Doku Rejenerasyonu için 3 Boyutlu Baskılanması" başlıklı 118M734 numaralı 1002 Hızlı Destek Projesi kapsamında Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) tarafından desteklenmiştir. Sunulan tez çalışmasının amacı mikrodalga desteği ile metakrilatlanmış kappa carrageenan (κ-CA) polimerinin 3 boyutlu (3B) biyobaskılanması için uygun özelliklere sahip biyoçözelti olarak sunulması ve kıkırdak öncül hücreleri (ATDC5) ile birlikte baskılanan hidrojellerin kıkırdak doku mühendisliğinde kullanımının araştırılmasıdır. Çalışma kapsamında, ilk olarak kappa carrageenan (κ-CA) polimeri farklı metakrilik anhidrit (MA) oranlarında (hacimce %4 ve %12), hem geleneksel hem de mikrodalga yöntemleri ile metakrilatlanmışlardır. κ-CA polimeri mikrodalga yöntemiyle başarılı bir şekilde metakrilatlanarak düşük MA oranında (%4 v/v) yüksek metakrilatlanma derecesi (%85 ± 9) elde edilmiştir. Ardından elde edilen κ-CA polimerlerinin PBS (pH=7.4) içerisinde %8'lik (w/v) çözeltileri hazırlanarak, bu çözeltilere IRGACURE-2959® (%1 w/v) varlığında 40 s UV uygulanmış ve foto-çapraz bağlama prosesi ile hidrojel yapıları elde edilmiştir. Sonrasında, hidrojel karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçların ışığında, mikrodalga prosesi ile metakrilatlanan κ-CA (%12 v/v MA) polimeri başarılı biçimde 3B baskılanarak bir biyoçözelti olarak sunulmuştur. Çalışmanın devamında in vitro'da çoğaltılan ATDC5 hücreleri (2 x 107 hücre/mL) ile κ-CA polimer çözeltileri 3B baskılanarak 21 gün farklılaşma ortamında kültüre edilmişlerdir. Her iki grupta da hücreler kıkırdak dokuya farklılaşmışlardır. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri ile hücrelerin kıkırdak dokuya özgü küresel morfoloji sergiledikleri görülmüştür. Glikozaminoglikan (GAG) içeriği spektrofotometrik yöntem ile tayin edilmiş, Safranin O / Fast Green boyamaları ile de hidrojellerde GAG varlığını ortaya koyan görüntüler elde edilmiştir. İmmünositokimyasal analizlerle de agregan ve kollajen II varlığı gösterilmiştir. Sonuç olarak, 3B baskılanan ve ATDC5 hücrelerini içeren metakrilatlanmış κ-CA hidrojellerinde in vitro koşullarda kıkırdak dokuya farklılaşma gerçekleşmiştir. Böylece, mikrodalga yöntemi ile fonksiyonlandırılan κ-CA polimerinin kıkırdak doku mühendisliği çalışmaları ve mikroekstrüzyon tabanlı biyoyazıcılar için uygun bir biyoçözelti olabileceği önerilmektedir