Development, production and characterization of ceramic based 3D tissue scaffolds = Seramik tabanlı 3B doku iskelelerinin geliştirilip, üretilmesi ve karakterizasyonu

SERAMİK TABANLI 3B DOKU İSKELELERİNİN GELİŞTİRİLİP, ÜRETİLMESİ VE KARAKTERİZASYONU
ÖZET
Defekte uygun doku iskelesi üretimi kişiye özel yapay kemik uygulamalarında en kritik basamağı oluşturmaktadır. Üç boyutlu (3B) yazdırma özellikle kişiye özel uygulamalarda iç ve dış tasarımın yüksek kontrol edilebilirliği ile en iyi üretim tekniklerinden biridir. Bu çalışma kapsamında kemik doku mühendisliğine iyi bir alternatif oluşturmak üzere çinko katkılı, seramik temelli (kalsiyum sülfat (KS)) doku iskelelerinin 3B yazdırma ile geliştirilip üretilmesi ve karakterizasyon testlerinin yapılması amaçlanmıştır.
3B tasarlanan iskeleler 3B yazıcı ile üretilmiştir. Çinko katkılı ve katkısız KS içerikli iskele grupları XRD, temas açısı ve SEM analizleri ile karakterize edilmiştir. Mekanik özellikleri basma testi yapılarak değerlendirilmiştir. Hücre canlılığı, MTT testi ile hücrelerin yüzeye tutunma yeteneği ise SEM gözlemleri ile belirlenmiştir. XRD analizi 3B yazıcının ticari tozu olan kalsiyum sülfat hemihidratın (KSHH), yapıştırıcı solüsyonun (binder) yüksek su içeriği nedeniyle yazdırma işlemi sonrası gypsuma dönüşmüş olduğunu, sinterleme işlemi sonunda ise su kaybı nedeni ile anhidrit formuna dönüşmüş olduğunu göstermektedir. Temas açı ölçümleri KSHH’ın hidrofilik karakterde olduğu ve ayrıca çinko ilavesinin KSHH örneklerin mekanik özelliklerini ve BMSC hücre hattının KSHH örnekler üzerindeki canlılığını olumlu yönde etkilediği görülmüştür. Benzer şekilde, SEM görüntülerinde görüldüğü üzere hücreler yüzeyde yassılaşarak oldukça iyi bir tutunma göstermektedirler. Sonuç olarak %0.5 çinko katkılı örneklerin kontrol, %0.1, %0.3 ve %0.5 çinko katkılı gruplar arasında en yüksek mekanik dayanıma sahip olduğu ve hücre canlılığı üzerindeki pozitif etkisinin de en fazla olduğu görülmüştür.
xxiv

Çalışmanın uzun vadedeki amacı, CT görüntüleme ile defekt bölgesinin belirlenmesinin ardından, hastanın kendi mezenşimal hücreleri ekildiği defekte uygun doku iskelesinin, toksik olmayan, kemiğin mekanik ve biyolojik özelliklerini sağlayan malzeme kullanılarak üretimi ile kişiye özgü doku mühendisliği alanına katkı sağlamaktır. Tez kapsamında laboratuvarımızda bulunan 3B yazıcı ile üretilebilecek doku iskeleleri için optimum malzeme kompozisyonu araştırılmıştır.