Kitosan Bazlı Yüzeylerin Mezenşimal Kök Hücrelerin Nöronal ve Glial Yönde Farklılaşmalarına Etkileri

Doku mühendisliği, sinir sisteminin rejenerasyonu konusunda umit vadeden yeni tekniklerden biridir. Biyouyumlu ve biyobozunur doku iskelelerinin kök hücreler için taşıyıcı olarak kullanıldığı bu yöntemde, seçilen doku iskelesinin kimyasal ve fiziksel özellikleri, üzerine ekilen hücrelerin davranışlarını yönlendirerek tedavi sürecine katkıda bulunabilmektedir. Bu çalışmada biyouyumluluğu çok farklı dokular için gösterilmiş bir biyopolimer olan kitosan ile sülfat ve fosfat gruplarıyla fonksiyonelleştirilmiş türevlerinin sinir doku muhendisliği çalışmalarında kullanılma amacıyla sıçan kemik iliği kökenli mezenşimal kök hücrelerin (MKH) nöronal ve glial yönde farklılaşmalarına etkileri incelenmiştir. Hucre kulturu çalışmaları için sıçan kemik iliğinden MKH'ler izole edilmiş, osteojenik ve kondrojenik hucrelere farklılaşmaları sağlanarak hücrelerin farklılaşma potansiyelleri kalitatif yöntemlerle gösterilmiştir. Yuzey kimyasına hassas olduğu bilinen MKH'lerin kitosan, kitosan fosfat ve kitosan sulfat yuzeyler uzerinde tutunma ve proliferasyon özellikleri incelenmiştir. Kitosan ve kitosan fosfat yüzeylerde hücre tutunması düşükken, sülfat fonksiyonel grubunun eklenmesinin hücre tutunmasını anlamlı şekilde arttırdığı belirlenmiştir. MKH'ler kitosan sulfat yuzeyler uzerinde hem nöronal hem de glial yönde farklılaştırılabilmişlerdir. Bu çalışma, sinir doku rejenerasyonu ve doku mühendisliği amacıyla kitosan sülfat yüzey kimyasının kullanılabileceğini göstermektedirTissue engineering is among promising methods for neuroregeneration. in this method, where biocompatible and biodegradable scaffolds are used as stem cell carriers, chemical and physical characteristics of the selected scaffold can modulate cell behaviour, and hence, contribute to the therapeutic process. This work is intended to evaluate the effects of chitosan, a biopolymer, whose biocompatibility has been extensively shown for various tissues, and its sulfated and phosphated derivatives, on neuronal and glial differentiation of rat bone marrow derived mesenchymal stem cells (MSCs) for neural tissue engineering. MSCs were isolated from rat bone marrow, and their differentiation potential was shown qualitatively by evaluating their osteogenic and chondrogenic differentiation. Attachment and proliferation properties of MSCs, which are known to be sensitive to surface chemistry, were evaluated. Cell attachment on chitosan and chitosan phosphate surfaces was low, while addition of sulfate functional group has improved cellular attachment. MSCs were differentiated toward both neuronal and glial like cells on chitosan sulfat surfaces. This work suggests the potential use of chitosan sulfate chemistry for neural tissue engineering and neuroregeneration purpose

Electrospinning of nanofibrous polycaprolactone (PCL) and collagen-blended polycaprolactone for wound dressing and tissue engineering

Fabrication of nanofibrous biomaterials based on natural materials through various techniques is a popular research topic, particularly for biomedical applications. Electrospinning, a well-established technique for nanofiber production has also been extended for producing nanofibrous structures of natural materials that mimic natural extracellular matrix of mammalian tissues. Collagen nanofiber production utilizes hexafluoro propanol (HFP) as a solvent for electrospinning. A novel cost-effective electrospun nanofibrous membrane is established for wound dressing and allogeneic cultured epidermal substitute through the cultivation of human dermal keratinocytes for skin defects. Several synthetic polymers such as polycaprolactone (PCL) are generally electrospun for tissue engineering applications because of their remarkable mechanical stability and slow degradation rates. The large surface area of the polymer nanofibers with specific modifications facilitates cell adhesion and control of their cellular functions. The objectives of this study were to optimize fabrication parameters of electrospun nanofibrous membranes from biodegradable PCL and collagen-blended nanofibrous membranes to combine mechanical integrity and spinnability of PCL with high biocompatibility of collagen, and to examine keratinocyte attachment, morphology, proliferation, and cell-matrix interactions. Results prove that the porous nanofibrous PCL and modified PCL-blended collagen nanofibrous membranes are suitable for the attachment and proliferation of keratinocytes, and might have the potential to be applied as wound dressing as well as in tissue engineering as an epidermal substitute for the treatment of skin defects and burn wounds

BIOENGINEERING AS ART

Bioengineering is a rapidly growing area that is commonly defined as a highly multidisciplinary engineering field. The organising committee of the 7. International Bioengineering Congress decided to add a different and innovative perspective to our understanding of the multidisciplinary nature of bioengineering. ;quot;Bioengineering As Art;quot; contest is one of the three exhibitions of the congress Bec2015, was conducted with the theme of ;quot;biodesign - solutions of nature for societal challenges;quot;, has attracted much interest from participants and delegates and also presented in that paper.Biyomühendislik alanı multidisipliner mühendislik alanlarının birlikteliğinin yanı sıra hızla büyüyen bir alandır. 7. Biyomühendislik Kongresi organizasyon komitesi doğası gereği interdisipliner bir yapısı olan biyomühendisliğefarklı ve yenilikçi bir bakışı hedefledi. Sanat olarak biyomühendislik sergisi, "Biyotasarım- Toplumsal Avantaj için Doğanın Çözümleri" başlığı ile düzenlenen Bec 2015'in üç sergisinden biri olup bu yazıda farklı katılımcıların açılımları sunulmaktadır

(SANAT OLARAK BİYOMÜHENDİSLİK)

Biyomühendislik alanı multidisipliner mühendislik alanlarının birlikteliğinin yanı sıra hızla büyüyen bir alandır. 7. Biyomühendislik Kongresi organizasyon komitesi doğası gereği interdisipliner bir yapısı olan biyomühendisliğefarklı ve yenilikçi bir bakışı hedefledi. Sanat olarak biyomühendislik sergisi, "Biyotasarım- Toplumsal Avantaj için Doğanın Çözümleri" başlığı ile düzenlenen Bec 2015'in üç sergisinden biri olup bu yazıda farklı katılımcıların açılımları sunulmaktadır.Bioengineering is a rapidly growing area that is commonly defined as a highly multidisciplinary engineering field. The organising committee of the 7. International Bioengineering Congress decided to add a different and innovative perspective to our understanding of the multidisciplinary nature of bioengineering. "Bioengineering As Art" contest is one of the three exhibitions of the congress Bec2015, was conducted with the theme of "biodesign - solutions of nature for societal challenges", has attracted much interest from participants and delegates and also presented in that paper

Doku mühendisliği yöntemi ile kollajen ve nacmc kullanılarak çift katmanlı deri modeli oluşturulması

TÜBİTAK MAG01.05.2015TÜBİTAK tarafından desteklenen bu çalışmada, insan derisini taklit etmek amacıyla, gözenekli kollajen ve sodyum karboskimetilselüloz (NaCMC) iskeleler kullanılarak iki katmanlı deri modelleri başarıyla üretilmiştir. Geliştirilen deri modelinde, gözenekli kollajen iskelenin dış katman olan epidermal tabakasını, ve gözenek boyutu dış katmana göre daha büyük olan NaCMC iskelenin ise iç katman olan dermal tabakayı oluşturması planlanmıştır. Hazırlanan iskeleler, sulu ortamda dayanıklı olabilmelerini sağlamak amacıyla dehidrotermal (DHT) işlem ile ve/veya gluteraldehit ile çapraz bağlanmıştır. En uygun çapraz bağlama yöntemine karar vermek için, iskelelerin bozunma hızları ve mekanik direnç ve dayanımları analiz edilmiştir. Süngerimsi yapıdaki kollajen ve NaCMC iskeleler, kalınlık, yüzey gözenekliliği, kütle gözenekliliği, gözenek boyutu dağılımı, in situ ve enzimatik ortamdaki bozunma hızları, basma testi ile mekanik güçleri, FTIR-ATR ile kimyasal yapıları ve SEM ile topografyaları incelemiş ve özellikleri karakterize edilmiştir. Dış̧ tabakayı oluşturan küçük gözenekli kollajen iskelenin üzerine insan kökenli keratinosit hücreleri, alt tabakayı oluşturan büyük porlu NaCMC iskelenin üzerine insan dermal fibroblastları ekilmiş ve ko-kültivasyon yapılmıştır. İskelelerin insan dermal keratinositleri ve insan dermal fibroblastları ile olan in vitro etkileşimleri hücre kültür çalışmalarıyla değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, üretilen çift tabakalı iskelelerin çapraz bağlama metodunun geliştirilmesi sonucunda deri doku mühendisliği uygulamaları için potansiyel bir alternatif model olarak kabul edilebileceği gösterilmiştir.In this study supported by TÜBİTAK, bilayer scaffolds of porous collagen and sodium carboxymethyl cellulose were succesfully prepared to mimic human skin. In this model skin that was developed, porous collagen served as the external component, the epidermal layer, and the NaCMC scaffold with larger pores than the exterior as the inner, dermal layer. In order to render the scaffolds stable in aqueous media they were crosslinked with the dehydrothermal (DHT) process and/or with glutaraldehyde. In order to decide on the optimum crosslinkage procedure the degradation rate and mechanical resistance and strength were analyzed. The sponge-like collagen and NaCMC scaffolds were examined and characterized. for their thickness, surface porosity, bulk porosity, pore size distribution, in situ and enzymatic degradation rates, with compression tests for their mechanical properties, with FTIR-ATR for their chemical structure, and with SEM for their topography Human keratinocytes were seeded on small pore sized collagen scaffold that represented the external layer and human dermal fibroblasts were seeded on the larger pore sized lower, NaCMC, layer, and co-cultured. The in vitro interactions of the human dermal keratinocytes and human dermal fibroblasts were assessed with cell culture studies. As a result it was demonstrated that the bilayer scaffold manufactured after the development of a crosslinking method could be accepted as an alternative model system for skin tissue engineering applications