Sinir hasarında kullanılmak üzere biyoaktif moleküller içeren biyomalzemelerin geliştirilmesi ve etkinliğinin incelenmesi

Abstract

Sinir sistemi, merkezi ve periferik sinir sistemi olarak iki bölüme ayrılan, organizmanın iç yapısıyla çevresel değişiklikler arasında köprü oluşturan mekanizmadır. Periferik sinir sistemi hasarları çeşitli travmalar, doğumlarda görülen brachial pleksus yaralanması, enjeksiyon hataları, anatomik anomaliler, tümörler, otoimmün yetmezlik, ateşli silahla yaralanmalar ya da kazalar ve metabolik hastalıklar gibi farklı nedenlerden oluşabilir. Dünya genelinde önemli bir iş gücü kaybına neden olan periferik sinir hasarlarının, pleksus ve kök yaralanmaları da dahil edildiğinde travma merkezine başvuran hastaların %5'inde görüldüğü bildirilmiştir. Periferik sinir rejenerasyonunda yaşanan mevcut problemlerin giderilmesi için, sinir yenilenmesinin optimize edilmesi, gerekli büyüme faktörleri eksikliğinin uygun mikro çevresi ile birlikte oluşturulmasını ve kas atropisinin azaltılmasını sağlayacak teknolojiler gerekmektedir. Son yıllarda literatürde farklı kaynaklardan izole edilen kök hücrelerin çeşitli biyomalzemeler ile bir araya getirilerek kullanıldığı doku mühendisliğine dayalı yaklaşımlar periferik sinir hasarı modellerinde sıklıkla incelenmektedir. Bu tez çalışması kapsamında, Wharton jeli kaynaklı MKH'ler ve aynı hücre hattından elde edilen eksozomların ve toksik olmayan konsantrasyondaki grafen ile 3B biyoyazıcı aracılığıyla bioink yapısının oluşturulması; elektroyazıcı ile üretilmiş PCL iskele ile kompozit biyomalzeme olarak nöral konduit şeklinde birleştirilmesi gerçekleştirilmiştir. Bu biyomalzemenin karakterizasyonu FTIR ve SEM ile yapılmıştır. Üretilen nöral konduitin içerdiği grafenin, hem biyomalzeme içindeki GFP işaretli kök hücreler ile hem de biyomalzeme üzerine sferoidal formda ekilmiş kök hücrelerle etkileşimi Time-Lapse görüntüleme ile incelenmiştir. Daha sonraki aşamada biyomalzeme üzerindeki kök hücre sferoidlerinin eksozom ve farklılaşma solüsyonu kullanılarak sinir hücrelerine farklılaşması yani kombinasyon terapisi yapılmıştır. Farklılaşma etkinliği hem immün boyama ile hem de gen ekspresyon seviyesinde 2B ve 3B ortamda test edilmiştir. Buna göre üretilen bu kompozit biyomalzemenin periferal nöromühendislikte özgün bir nöral konduit yapısında olduğu, içerdiği kök hücre, eksozom ve grafen ile sinir hücre farklılaşmasını desteklediği ve gelecekte sinir hasarlarında kullanılmak üzere potansiyel bir biyomalzeme adayı olduğu görülmüştür.