Nöral doku mühendisliği uygulamalarında kullanılabilecek doku iskelelerinin üretimi

Abstract

Giriş ve Amaç: Omurilik yaralanmaları, genellikle kişilerde fonksiyon ve hareket kayıplarına neden olmaktadır. Araştırmacılar, tedavi seçeneği olarak sinir rejenerasyonunu teşvik etmek ve fonksiyonları geri kazandırmak için iskeleleme ve elektroeğirme gibi yenilikçi yöntemleri keşfetmişlerdir. İskeleme yöntemi, hasar görmüş omurilik dokusunun yeniden büyümesine ve bağlantı kurmasına yardımcı olacak destekleyici bir yapı oluşturur. Böylece; çalışmalarda omurilik yapısını taklit eden biyokompatibl malzemeler, geçmiş araştırmalarda rejenerasyon sürecinde sinirleri istenen yollar boyunca yönlendirilebilmiştir. Öte yandan; elektroeğirme yöntemi, polimer çözeltisini elektriksel olarak yüklendirerek nanometre ölçeğinde fiberler üretebilmektedir. Bu fiberler, doğal hücre dışı matrisi taklit eden bir iskele oluşturmakta ve sinir hücrelerinin yapışmasını, büyümesini ve bağlantı kurmasını sağlayacak uygun bir ortam sunmaktadır. Bu çalışmada ise; kolajen (Col), grafen oksit (GO) ve PVA (Polivinil Alkol) (GO-ColPVA) oluşan GO emdirilmiş biyomimetik matrisler, elektro eğirme işlemi ile üretilmiştir. Gereç ve Yöntem: Bu çalışmada, yüksek lisans konusu olan doku iskelesi üretiminde kullanılacak olan grafen oksit (GO) sentezi için modifiye Hummer yöntemi kullanılmıştır. Konsantre H2SO4 ve H2PO4, 40–45 °C'de solüsyona grafit ilave edildikten sonra KMnO4 16 saat 40-45°C karıştırılmış, %30 H2O2 ve etanol ile yıkanmıştır. GO dispersiyonu, kuru GO tozunun deiyonize suya eklenmesiyle hazırlanmıştır. Nanolifli kolajen/GO sülfat kompozit iskeleler için çözelti hazırlanmış ve elektro-eğirme işlemine tabi tutulmuştur. PVA sentezi için vinil alkol monomeri, hidroliz işlemiyle elde edilmiştir. Vinil alkol, baz katalizörler ile reaksiyona sokulmuştur. 60-80°C sıcaklıkta, 2-4 saat polimerizasyon gerçekleştirilmiştir. Kolajen sentezi için hazır insan plasenta örneğinden elde edilen kolajen materyali asetik asitte 45-60 dakika ısıl işlem yapılmıştır. Antibiyotik salınımı kontrolü için gentamisin eklenmiştir. Elektro-eğirme proses parametrelerinin optimizasyonun ardından 13–20 cm mesafe ile yüksek voltajlı bir güç kaynağı tarafından 20–30 kV bir voltaj uygulanarak üretim yapılmıştır. Bulgular ve Sonuç: Yapıların değerlendirilmesi için; farklı oranlarda GO/kolajen/PVA ekleyerek FT-IR analizi hazırlanan biyofonksiyonel doku iskelesinin yüzey morfolojileri analizi, mekanik dayanım ve çekme testi, şişme ve bozunma davranışlarının ve antibiyotik salımının değerlendirilmesinin ardından Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile görüntülemeyle beraber tüm sonuçlar ışığında, elektro eğirme baskı işlemi kullanılan doku iskelelerinin başarıyla üretildiği görülmüştür.