dc.contributor.advisor | Aydın, Halil Murat | |
dc.contributor.author | Tevlek, Atakan | |
dc.date.accessioned | 2019-04-12T08:32:01Z | |
dc.date.issued | 2019 | |
dc.date.submitted | 2019-01-11 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/6549 | |
dc.description.abstract | In the context of tissue engineering studies, various biomaterials, cells and biosignal
molecules have been used to repair and replace diverse tissues either alone or in
combination, namely to produce tissue-engineered constructs. Although the tissue
engineering journey, which started with cellular therapies, has gone a long way with
scaffold-based approaches, the transport of various gases and nutrients that is the
basic requirements for cell viability and the removal of metabolic wastes have not
been achieved. In this context, the researchers aimed to design the various
bioreactors and the three-dimensional biofabrication methods to eliminate the
diffusion constraints and to create a vascular network that will provide mass transfer
with various techniques in the obtained structures.
Within the scope of this thesis studies, it was aimed to produce and vascularize
multilayered tissue conjugates by cell sheet engineering which is one of the three
dimensional biofabrication methods to be used in various tissue damages. Primarily,
MC3T3-E1 mouse pre-osteoblast cells were cultured separately in the temperature
responsive culture dishes (Nunc Upcell) in the presence of growth medium and
osteogenic medium seperately, and the effect of the culture conditions on cell sheet
forming potentials were examined. At this stage, an intact, easily transferable,
practically obtainable cell sheets composed of MC3T3-E1 cells and their
extracellular matrix were prepared for the first time in the literature. The obtained
cell sheets were analysed by different techniques such as microscopic and
macroscopic imaging, quantification of the amount of collagen and sulfated
glycosaminoglycan (sGAG), determination of the levels of expression of osteogenic
genes, investigation of the mineralization process and the calcium content. The
results obtained were revealed the superiority of the osteogenic environment on
obtaining cell sheets.
At the next stage of the thesis study, the thickness of the tissue was increased by
laminating the cell sheets obtained by the application of osteogenic medium. At this
stage, electrospun poly (L-lactic acid) (PLLA) membranes, which were produced
within the scope of the thesis study, were used as a separate method to increase
the thickness of the tissue constructs. The process of obtaining final structures was
illuminated by various microscopic and macroscopic findings. Later, the in vitro
activity of multilayered cell sheets constructed by laminating the cell sheets with
PLLA membranes was investigated. In this context, the cell viability and the cell
death were investigated by several microscopic and colorimetric methods. Here, the
superior survival rate of multilayered structures formed by laminating two cell sheets
onto one PLLA membrane and containing a total of 3 PLLA membranes and 4 cell
sheets was demonstrated during culture. Thus, within the scope of this thesis study,
three-dimensional tissue conjugate structures consisting of cell-biomaterial
combinations, which can be transferred in a practical manner, are multi-layered and
have a wet state of about 1 mm, are provided. In these structures, the
characterization of alkaline phosphatase activity, collagen and sGAG synthesis was
carried out during the culture period.
In the final part of the thesis, endothelial cell culture studies were carried out to
promote the formation of vascular networks in the resulting materials at later stages.
For this purpose, surface channel decorated PGS elastomers were produced and
characterized and studies were performed to determine the ideal culture conditions
of HUVEC cells in parallel. The HUVEC cells cultured with endothelial media (EGM2) for 14 days in the channels of PGS elastomers were exhibited polygonal tubular
organization and it was concluded that the angiogenesis was provided.
The approaches developed within the scope of this thesis study was suggested to
be able to restore craniofacial bone tissue regeneration and it was thought to be
potential for tissue engineering applications involving dual or more
microenvironment such as osteochondral, cornea or vessel. | tr_TR |
dc.language.iso | tur | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.subject | Hücre tabaka mühendisliği | |
dc.subject | Çok katmanlı doku eşlenikleri | |
dc.subject | Doku kalınlığı limitasyonu | |
dc.subject | Vaskülerizasyon | |
dc.title | Hücre Tabakası Mühendisliğinde Kalınlık ve
Vaskülerizasyon Problemlerine Yönelik
Stratejilerin Geliştirilmesi | tr_TR |
dc.title.alternative | Development Of Strategies Towards Thickness
And Vascularization Problems In Cell Sheet
Engıneering | tr_eng |
dc.type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Doku mühendisliği çalışmaları kapsamında bugüne kadar çeşitli dokuları onarmak
ve yenilemek amaçlı çeşitli biyomalzemeler, hücreler ve biyosinyal molekülleri tek
başlarına veya birlikte kullanılarak doku mühendisliği ürünü yapıların eldesine
odaklanılmıştır. Hücresel terapilerle başlayan doku mühendisliği yolculuğu doku
iskelesi temelli yaklaşımlarla büyük bir yol kat etmiş ancak hazırlanan bu üç boyutlu
dokularda, hücre canlılığı için temel gereksinim olan çeşitli gaz ve besin
maddelerinin taşınımı ve metabolik atıkların uzaklaştırılması sağlanamamıştır.
Araştırmacılar bu bağlamda çeşitli biyoreaktörlerin tasarımı ve üç boyutlu
biyofabrikasyon yöntemleri ile difüzyon sınırlamalarını ortadan kaldıracak
tasarımlara yönelmiş ve elde edilen yapılarda çeşitli teknikler ile kütle aktarımını
sağlayacak vasküler ağ yapısını oluşturmayı hedeflemişlerdir.
Sunulan bu tez çalışması kapsamında da çeşitli doku hasarlarında kullanılmak
üzere üç boyutlu biyofabrikasyon yöntemlerinden biri olan hücre tabaka
mühendisliği ile çok katmanlı doku eşleniklerinin üretilmesi ve vaskülerize edilmesi
amaçlanmıştır. Öncelikle MC3T3-E1 fare osteoblast öncülü hücreler, büyüme
ortamı ve osteojenik ortam varlığında sıcaklık duyarlı kültür kaplarında (Nunc
Upcell) ayrı ayrı kültürlenmiş ve hücre tabakası oluşturma potansiyelleri
incelenmiştir. Bu aşamada MC3T3-E1 hücrelerinden oluşan sağlam, başka bir
yüzeye transfer edilebilir ve pratik olarak elde edilebilir bir hücre tabakası eldesi
literatürde ilk defa önerilmiştir. Hücre tabakaları eldesi sürecinde mikroskobik ve
makroskobik görüntüleme, kollajen ve sülfatlanmış glikozaminoglikan (sGAG)
miktarı tayini, osteojenik genlerin ifade düzeylerinin belirlenmesi, Alizarin Kırmızısı
ile mineralizasyon sürecinin incelenmesi ve kalsiyum miktarı tayini çalışmaları
yürütülmüş ve elde edilen bulgularla osteojenik ortamın üstünlüğü ortaya
konulmuştur.
Tez çalışmasının bir sonraki aşamasında osteojenik ortam uygulaması ile elde
edilen hücre tabakaları üst üste lamine edilerek doku kalınlıkları artırılmaya
çalışılmıştır. Bu aşamada, doku kalınlığını artırmaya yönelik ayrı bir yöntem olarak
yine tez çalışması kapsamında üretilmiş, elektroeğirilmiş poli(L-laktik asit) (PLLA)
membranlar kullanılmış ve nihai yapıların elde edilme süreci mikroskobik ve
makroskobik bulgularla aydınlatılmıştır. Ardından PLLA membran kullanılarak elde
edilen ve doğrudan hücre tabakalarının üst üste lamine edilmesiyle elde edilmiş çok
katmanlı hücre tabakalarının in vitro etkinlikleri araştırılmıştır. Bu bağlamda, elde
edilen nihai yapılarda öncelikle hücre canlılıkları ve hücre ölümü mikroskobik ve
kolorimetrik yöntemlerle araştırılmıştır. Ardından, bir PLLA membranın üzerine iki
hücre tabakasının lamine edilmesiyle oluşturulan ve toplam 3 PLLA membran ve 4
hücre tabakası içeren çok katmanlı yapıların kültür süresince sergilediği üstün sağ
kalım ortaya konulmuştur. Böylece sunulan bu tez çalışması kapsamında doku
mühendisliği ürünü, hücre-biyomalzeme kombinasyonunun sağlandığı, çok
katmanlı, ıslak hali yaklaşık 1 mm olan, pratik bir şekilde transfer edilebilen, hücrece
zengin ve hücrelerin kendi ECM’ini beraberinde taşıdığı üç boyutlu doku eşleniği
yapılar üretilmiştir. Elde edilen bu yapılarda ayrıca kültür süresince alkalen fosfataz
aktivitesi, kollajen, sGAG sentezine ilişkin karakterizasyonlar gerçekleştirilmiştir.
Tez çalışmasının son kısmında ise bir önceki aşamada elde edilen nihai yapılarda
ilerleyen süreçlerde vasküler ağ oluşumunu teşvik edecek endotel hücresi kültürü
çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla yine bu tez çalışması kapsamında yüzeyi
kanal ile desenlenmiş poli(gliserol sebakat) PGS elastomerler geliştirilmiş, karakterize edilmiş ve endotel hücresi kültürasyonu için ideal kültür şartlarının belirlenmesine yönelik çalışmalar gerçekleştirilmiştir. PGS elastomerlerinin kanallarında 14 gün süreyle endotelyal besi ortamı (EGM-2) ile kültüre edilen HUVEC hücrelerinin poligon biçiminde tübüler organizasyon sergilediği
gözlemlenmiş ve anjiyogenezis sürecinin başladığı düşünülmüştür. Tez çalışması kapsamında geliştirilen yaklaşımların kraniyofasiyal kemik doku rejenerasyonu için kullanılabilirliği önerilmiş ve ileride osteokondral, kornea veya damar gibi ikili veya daha fazla mikroçevre içeren doku mühendisliği uygulamaları için de potansiyel teşkil edebileceği düşünülmüştür. | tr_TR |
dc.contributor.department | Biyomühendislik | tr_TR |
dc.embargo.terms | Acik erisim | tr_TR |
dc.embargo.lift | - | |