Üç boyutlu biyoyazıcı ortamında intervertebral disk dizaynı ve geliştirilmesi

İntervertebral disk (IVD), omurganın esnekliğini ve yük taşıma kapasitesini sağlamaktadır. Dejenerasyonu ise IVD'nin biyomekaniği bozarak ağrı ve fonksiyon kaybına yol açmaktadır. Kişiselleştirilmiş biyouyumlu diskler, hastaya özel tedavi imkanı sunmaktadır. Sunulan çalışmanın amacı, L5-S1 vertebral diskin gerçek kadavra verileri temelinde bilgisayar ortamında modellemesini ve kıkırdak hücre dışı matriksi (ECM) kullanarak kişiye özel, üç boyutlu (3D) biyouyumlu disk yapılarını geliştirmektir. Ayrıca, bu yapıların biyomürekkep bileşimini deneysel tasarım ile optimize ederek, 3D biyobasım teknolojisiyle üretimini sağlamaktır. Çalışmanın ilk aşamasında, kadavra literatür verileri kullanılarak 3D yapılı IVD doku iskelesi bilgisayar destekli tasarım (CAD) ile oluşturulmuştur. Ayrıca, L5-S1 diski özel olarak diskin her iki yanındaki kambin üçgenindeki IVD oranları ve boyutlarına göre tasarlanmıştır. IVD doku iskelesi tasarımı stereolitografi (*STL) formatında sunulmuştur. İkinci aşamada, IVD'nin entegrasyonu için, bilgisayar destekli üretim (CAM) ve biyomürekkep bileşiminin belirlenmesi için tam faktöriyel deneysel tasarım kullanılmıştır. Deneysel tasarımla en ideal biyomürekkep kombinasyonu belirlenerek kişiye özgü 3D biyobasımda yüksek hassasiyet ve etkinlik sağlanmıştır. Son aşamada, deneysel tasarım ile belirlenen biyomürekkep bileşimi kullanılarak 3D biyobasımı yapılan kişiye özgü L5-S1 omur diskinin, ditirozin ve zein çapraz bağlayıcıları varlığındaki etkinliği, reolojik analizler ve biyouyumluluk çalışmaları ile belirlenmiştir. Çalışmalar sonunda, 3D biyobasımla oluşturulan kişiye özgü doku iskelelerinin optimum biyomürekkep bileşiminin deneysel tasarımla belirlenmesi, doğal mikro çevrenin oluşturulmasında zaman ve maliyeti en aza indirgemiştir. Ayrıca, operasyon öncesi planlamaya olanak tanımaktadır. Bu nedenle, sunulan çalışma biyoteknolojik açıdan oldukça yüksek bir etkiye sahiptir.