3 boyutlu çok katmanlı elektroçekim yöntemiyle üretilen nanolifli yüzeylerin doku-yapı iskeleti olarak kullanabilirliklerinin araştırılması

Abstract

Nanolifler doğal hücre dışı matris (ECM) yapısını taklit edebilme, hücre çoğalmasına uygun ortam oluşturma, yüksek gözeneklilik ve spesifik yüzey alanı özellikleri sebebi ile doku iskeleleri ve medikal alanlarında kullanımları yaygındır. Yapılan araştırmalar sonucunda yara örtüsü, ilaç salınımı ve doku mühendisliği gibi alanlarda poli (laktik-ko-glikolik asit) (PLGA) ve Polikaprolakton (PCL) polimerlerinin biyobozunur ve biyouyumlu özellikleri sayesinde başarılı bir şekilde uygulandığı görülmüştür. Doku iskeleleri oldukça kompleks yapıda olup, çoklu katmanlardan oluşmaktadır ve üretim yöntemi olarak elektroçekim yöntemi yaygın kullanılmaktadır. Bu çalışmada elektroçekim yöntemi ile üretilen PCL ve PLGA nanolifli yüzeylerin, 3 boyutlu ve çok katmanlı şekilde bir araya getirilerek deri doku mühendisliğinde kullanabilirlikleri araştırılmıştır. Öncelikle PLGA ve PCL yüzeylerde elektroçekim aşamasında farklı parametreler denenerek hücre çoğalmasına destek olabilecek ECM yapısına benzer yüzey morfolojisine sahip yüzeyler oluşturulması amaçlanmıştır. Bu nedenle gözenekliliği ve lif inceliğini etkileyen farklı konsantrasyon, voltaj, besleme oranı ve sarım hızları belirlenerek nanolifli yüzeyler üretilmiştir. Üretilen yüzeylerin karakterizasyonu, taramalı elektron mikroskobu (SEM), yüzey gözenekliliği ve gözenek boyutu analizleri ve temas açısı ölçümleri ile analiz edilirken, mekanik özelliği ise çekme testi ile analiz edilmiştir. Daha sonra üretilen yüzeyler üzerine normal insan fibroblast hücre ekimleri gerçekleştirilmiştir. MTS analizi ve SEM analizi ile geliştirilen yüzeyler üzerinde hücre çoğalması durumu incelenmiştir.

Nanofibers have a wide variety of use as scaffolds in medical field due to their features of replicating ECM structure, providing proper environment for cell proliferation, high porosity and spesific surface features. According to the studies, PLGA and PCL polymers are applied succesfully, due to their biodegredable and biocompatible characteristics, as scaffold, wound-dressing, drug release and tissue engineering. Scaffolds are very complex structures which are formed of multilayers and they are manufactured, widely, using electro-spinning method. We researched in this study, the usability of 3D and multilayer paired-up PCL and PLGA nanofiber layers manufactured using electro-spinning method in tissue engineering. First, by trying different parameters within electro-spinning phase on PLGA and PCL layers, we aimed to form similar layers with characteristics of surface morphology to ECM scaffold which can support cell proliferation. Therefore, we determined concentrations effecting the porosity and fiber thickness, voltage, feeding ratio, winding speed and manufactured nanofiber layers. The nanofiber surface characterization was analysed using SEM (Scanning Electron Microscope), surface porosity and contact angle and mechanical characteristics was analysed by a tensile/tension test. Then the human dermal fibroblast cells were seeded on the manufactured nanofiber surfaces and the cell proliferation study was performed with an MTS analysis and SEM analysis.