3d printed levan scaffolds for cardiac regeneration - Eminagic, Edina (My University, 2019)
Günümüzde, kardiyak doku mühendisliğinde yeni doku yapılara olan ihtiyaç, donör doku eksikliği, bağışıklık reddi, antikoagülasyon tedavisi ve damar implantlarının sınırlı dayanıklılığı gibi çözülmemiş problemler nedeniyle artmaktadır. Bu alandaki son gelişmeler, rejeneratif tıpta ve organ üretiminde kullanım potansiyeli yüksek olan doku yapılarını, malzemeleri ve destekleyici bileşenleri üretmek için yenilikçi bir üretim yöntemi olarak 3D bioprinting kullanmaya başladı. Aljinat ve selüloz gibi glikanlar genellikle kardiyak doku mühendisliği uygulamaları için kullanılır. Bu nedenle, levan polisakarit, büyük biyouyumluluk, amphilik yapı ve güçlü yapışma gibi ayırt edici özellikleri nedeniyle gün geçtikce ilgi artışı dikkat çekmektedir. Levan, fruktoz yapılı bir homopolisakkarit ve fruktandır. Halomonas levan ve Halomonas smyrnensis kültürleri tarafından üretilen sülfatlanmış türevleri, kardiyak doku mühendisliğinde uygulama için umut verici bir biyolojik malzeme gibi görünmektedir. Bunun için bu tez araştırmasında glikan bazlı doku yapılar levan ve aljinat gibi diğer glikanlar ile üretilmiştir ve doku yapıların morfolojik, mekanik, yüzey ve biyolojik özellikleri bakımından kapsamlı bir şekilde karakterize edilmiştir. Sülfatlanmış levanın sadece aljinattan ziyade doku yapılarının daha iyi sonuçlar ortaya çıkarmasına katkıda bulunduğu görülmektedir. Sülfatlanmış levan içeriği en yüksek olan ürünler en iyi morfolojik özelliklere sahiptir. Ayrıca, kardiyak doku mühendisliği için çok önemli olan elektriksel iletkenliği arttırdığı gözlemlenmektedir. Kuşkusuz yapılan araştırmanın sonuçları, kardiyak doku mühendisliğinde kullanılmak üzere biyolojik, fiziksel ve morfolojik olarak uyumlu akıllı doku yapılarının üretiminde sülfatlanmış levan türevlerinin kullanılabileceğini göstermektedir.

Nowadays need for novel scaffolds in cardiac tissue engineering, is increased due to the unresolved problems such as deficit of donor tissues, immune rejection, anticoagulation therapy, and limited durability of vascular implants. Recent advances in this field started to use 3D bioprinting as an innovative manufacture method to produce scaffolds, materials and supporting components that have good potential for usage in regenerative medicine and organ production. Glycans like alginate and cellulose are commonly used for cardiac tissue engineering applications. As such, levan polysaccharide has been gaining escalating attention due to its distinguishing characteristics such as great biocompatibility, amphilic nature and strong adhesion. Levan is a fructose constructed homopolysaccharide, a fructan. Halomonas levan and its sulfated derivatives produced by Halomonas smyrnensis cultures, are seem to be very promising biomaterial for application in cardiac tissue engineering. This aim of this work is to elucidate potential of Halomonas levan sulfate as a biomaterial in 3D bioprinting technique for different purposes in cardiac tissue engineering. For this, glycan-based scaffolds were produced with levan and other glycans such as alginate and the scaffolds were characterized comprehensively for their morphological, mechanical, surface and biological properties. It is seen that sulfated levan contributes for better characteristics of scaffolds, rather than alginate itself only. Products with highest content of sulfated levan have best morphological characteristics. It is also shown that it improves electrical conductivity which is crucial factor for cardiac tissue engineering. Results of the research that is done undoubtedly demonstrate that sulfated derivatives of levan might be used in production of biologically, physically and morphologically compatible smart scaffolds for the purpose of use in cardiac tissue engineering.
Keywords: 3D Bioprinting; Bioengineering; Biyomühendislik; Cardiac Regeneration; Kardiyak Rejenerasyon Levan; Levan