Tıbbi Ürünlerin Geliştirilmesinde Tekstür Analizi

3D bioprinter ready to 3D print cells onto an electrode

Doku mühendisliği artık doku fonksiyonunun değiştirilmesi, onarımı, bakımı veya geliştirilmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Doku mühendisliği, hücreler ve biyolojik olarak aktif moleküller ile fonksiyonel dokulara birleşen bir “iskele” kullanımı ile ilgilidir. Doku mühendisliğinin amacı, doku oluşumuna uygun fonksiyonel yapıları bir araya getirerek yeni canlı doku üretmektir. Doku oluşumu için bir şablon görevi gören ve ayrıca hücre tutunması, göçü, çoğalması ve farklılaşması için optimum bir mikro-ortam görevi gören yapay bir yapı olan bir yapı iskelesi üretmek için birçok biyomalzeme uygulanmıştır. Toplanan hücreler iskeleye bağlanır, böylece göç edecek, çoğalacak, büyüyecek ve dokuya dönüşecektir. Hücreler için uygun mikro ortamı sağlamak için, iskelenin hücrelerle biyolojik olarak uyumlu ve toksik olmaması gerekir. Biyobozunur olmalı ve uygun mekanik dayanıma, yüzey kimyasına ve yüksek gözenekliliğe sahip olmalıdır.

Bazı örnek makaleler aşağıdaki gibidir.

Albümin/nişasta iskelesi ve canlı hücrelerle biyouyumluluğu

Protein ve karbonhidrat iskelesi, sığır serum albümini (BSA) ve manyok nişastasının kombinasyonları, şirket içinde geliştirilen bir dondurarak kurutma yöntemi kullanılarak 3D yapı iskeleleri imal etmek için malzeme olarak kullanılmıştır.

Bu yöntemi kullanarak, BSA/nişasta, tek başına BSA rijit bir yapıyı koruyamazken, stabil bir köpük tipi yapı iskelesi oluşturdu. Albümin/nişasta yapı iskeleleri gözenekli bir yapıya sahipti ve Fourier transform kızılötesi spektroskopisi (FTIR) çalışmasında proteinin ikincil yapılarını gösterdi. Küçük ve geniş açılı X-ışını saçılım analizi (SAXS ve WAXS) verileri, BSA moleküllerinin nişasta çerçevesi içinde muntazam bir şekilde dağıldığını ve dolayısıyla yapı iskelesinin boyutunu karakterize ettiğini gösterdi. Alkol tedavisi, yapı iskelesindeki protein yapısını bir a-sarmaldan rastgele bir bobine dönüştürdü. İlginç bir şekilde, metanol ile muamele edilmiş BSA/nişasta iskelesi, etanol muamelesinden daha iyi mekanik özelliklere sahipti. 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolyum bromürün (MTT) HepG2 hücreleri ile kolorimetrik tahlili kullanılarak analiz edilen sitotoksisite, test edilen tüm koşullar altında BSA/nişasta iskelesi için hücre canlılığının daha yüksek olduğunu gösterdi. %90. Böylece, elde edilen tüm materyaller (BSA/nişasta yapı iskelelerine dayalı olarak), canlı hücrelerin kültürlenmesi için bir matris olarak kullanılabilir. Tüm bu sonuçlar, BSA/nişasta yapı iskelelerinin doku biyomühendisliğinde doku oluşumu için kullanılabileceğini gösterdi.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352492821001562


 

 

Yapay kıkırdak adayı olarak çift katmanlı silika takviyeli nanokompozit hidrojellerin mikroyapısal ve mekanik davranışının yeni bir değerlendirmesi

Sağlıklı eklem kıkırdağının karmaşık yapısı, eklemin uygulanan basınçlara dayanmasını ve yumuşak dokusu üzerindeki stresleri azaltmak için interstisyel sıvıyı tutmayı kolaylaştırırken, hareket kabiliyetini kolaylaştırır ve kıkırdak eşleri arasındaki sürtünmeyi en aza indirir. Bu dokunun avasküler yapısı zamanla onarılamaz hasarlı lezyonlara ve şiddetli ağrıya neden olur. Polimerik hidrojeller, hasarlı kıkırdağın değiştirilmesi için umut verici aday malzemelerdir. Bu nedenle, silika nanopartiküller (SNP’ler) ile güçlendirilmiş sert bir çift katmanlı nanokompozit akrilamid-akrilik asit hidrojel tasarlanmış ve sentezlenmiştir. Mekanik karakterizasyonlar, takviye edilmemiş hidrojel ile karşılaştırıldığında sadece ağırlıkça %0.6 SNP’lerin kullanılmasıyla 1.4 MPa’ya kadar sıkıştırma mukavemetinde ve iki kat elastik modülde (240 kPa) önemli bir artış gösterdi. Optimum monomer ve SNP miktarları, numunelerin hatasız olarak %85’e kadar gerilme ile sıkıştırılmasıyla sonuçlandı. Tüm nanokompozit hidrojellerde stres gevşemesi yarıya indirildiğinden viskoelastik tepkiler iyileşti. Difüzyon hızı teorisi uygulandı ve sonuçlar, elastik modülün ne ölçüde stres gevşemesinde bir iyileşme ile sonuçlandığını gösterdi. Önerilen hidrojel formülasyonu, stres gevşeme testleri altında geçen zamanda viskoelastik gevşemeden önce meydana gelen poroelastik gevşemeyi sergiledi. SEM görüntüleri, interstisyel sıvıyı tutmak için önemli bir özellik olan 570 μm kalınlığında kaygan tabaka ile tek tip huni benzeri gözeneklilik gösterdi. Polimerik makro yapı içindeki element bileşimini karakterize etmek için enerji dağıtıcı X-ışını spektroskopisi yapıldı.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1751616121000254