Osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells on double layer electrospun scaffolds

Kemik, omurgalılarda iskelet sistemini oluşturan dokulardan biri olup hareketliliği, lokomosyonu sağlar ve yumuşak dokulara destek olur. Kemikle ilgili hastalıklara ve zedelenmelere travma, genetik bozukluklar, kemik kaybı/fazla büyümesi, enfeksiyonlar ve tümörler sebep olur. Basit kırıkların tedavisi kolay olurken, kompleks kırıklar ve patolojik hastalıklar zorlu tedaviler gerektirmektedir. Günümüzde kullanımda olan ortopedik çözümler invaziv cerrahi yöntemler ve kemik greftleridir (otogreft, allogreft, heterograft), Bunlar yaygın olarak kullanılan ve onaylanmış tedavi yöntemleri olmalarına rağmen gözardı edilemeyecek dezavantajlara sahiptirler. Bilim insanları, kullanılan yöntemlerdeki eksikliklerin üstesinden gelebilmek için alternatif yollar aramış ve kemik doku mühendisliğinin kemik hastalıklarının tedavisi için gelecek vaadeden bir alan olabileceğinde karar kılmışlardır. Kemik doku mühendisliğinde, hasarlı veya hastalıklı kemik dokusunun onarımı ve rejenerasyonu esnasında osteokondüksiyonu ve osteoindüksiyonu desteklemek amacıyla iskeletler, hücreler ve biyolojik uyaranlarla birleştirilmiştir. Bu çalışmada, üç boyutlu kemik dokunun ekstrasellüler matriksini taklit etmek amacıyla, poli-ε-kaprolakton (PCL)/poli(L-laktikasit) (PLLA) çift katmanlı nanolif sistem dizayn edilmiştir. Yapı iskelesi elektro-eğirme yöntemiyle hazırlanmış olup osteojenik farklılaşmayı desteklemek için iki katmanın arasına kemik morfojenik proteini (BMP-2) yüklü jelatin mikro küreler yerleştirilmiştir. Tasarlanan iskele sistemini test etmek üzere insan yağ dokusundan elde edilen mezankimal kök hücreler (hADMSCs) iskelelerin üzerine ekilmiştir. Çift katmanlı iskele sisteminin hücre tutunmasını ve çoğalmasını desteklediği MTS testi ile gösterilmiştir. Alkalen fosfataz testi, Von-Kossa boyaması ve konfokal mikroskop analizleri kullanılarak çift katmanlı iskele sisteminin osteoindüktif kapasitesi kanıtlanmıştır. Bu çalışmalar sonucunda, tasarlamış olduğumuz iskelele sisteminin insan yağ dokusundan elde edilen mezankimal kök hücrelerinin tutunması, çoğalması, farklılaşması ve olgunlaşması için uygun olduğu görülmüştür.