Ekstrakte edilen doğal atıklardan biyoink hazırlanması ve mueller polarimetri yardımıyla karakterizasyonu

Abstract

3D biyoyazıcılar, doku mühendisliğinde kullanılan son yıllarda popüler olan bir teknolojidir. Bu teknolojiyle, doku veya organların iyileştirilmesi amacıyla hücrelerin çoğalması, büyümesi ve yeni sağlıklı dokunun oluşturulması için 3D yapı iskeleleri üretimi gerçekleştirilmektedir. Biyoyazıcılarda, yapı iskelelerinin üretimi için biyoink olarak, polimerlerden oluşan hidrojeller kullanılmaktadır. Doğal polimerlerden olan kollajen, hücre dışı matrisin temel bileşeni olduğundan, yapı iskeleleri üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Hayvanların derisinde, kıkırdak yapısında ve diğer bağ dokularında çokça bulunur. Bu yüzden çalışmada kollajen ekstraksiyonu için hayvansal kaynaklar kullanılmıştır. Kollajen yapı iskeleleri üretiminde yaygın olarak kullanılsa da mekanik dayanımı düşüktür ve yüksek sıcaklıklarda yapısı bozulmaktadır. Kollajenin yapısını güçlendirmek ve sıcaklığa olan dayanıklılığını arttırmak için kimyasal kullanılarak çapraz bağlama yapılır. Çapraz bağlamada, yüksek biyouyumluluğa sahip ve toksik olmayan kimyasallar tercih edilir. Bu çalışmada kollajen yapı iskelelerinin çapraz bağlanması için genipin ve riboflavin kimyasalları kullanılmış ve hücre canlılığına olan etkileri karşılaştırılmıştır. Doğal malzemelerin ve dokuların analizinde optik karakterizasyon cihazları da kullanılmaktadır. Mueller polarimetri, yakın zaman içerisinde biyolojik malzemelerin moleküler yapısındaki değişikliği incelemek için kullanılmaktadır. Kollajenin ve müsilajın moleküler zincir yapısı, artan sıcaklık değerlerine göre mueller polarimetri ile incelenmiştir.

Bioprinters are a recently popular technology used in the field of tissue engineering. Scaffolds are produced for the proliferation and growth of cells and the creation of new healthy tissue for the improvement of tissues or organs. Hydrogels composed of polymers are used as bioinks for the production of scaffolds. Collagen, a natural polymer, is widely used in the production of scaffolds as it is the main component of the extracellular matrix. It is abundant in the skin, cartilage and other connective tissues of animals. Therefore, animal sources were used for collagen extraction. Although collagen is widely used in the production of scaffolds but its mechanical strength is low and its structure denaturated at the high temperatures. To strengthen the structure of collagen and increase its resistance to temperature, its crosslinked by using chemicals. In crosslinking, with high biocompatibility and non-toxicity chemicals are preferred. In this study, genipin and riboflavin were used to crosslink collagen scaffolds and their effects were compared on cell viability. Optical characterization devices are also used in the analysis of natural materials and tissues. Mueller polarimetry has recently been used to analyze changes in the molecular structure of biological materials. The molecular structure of collagen was analyzed by increasing temperature values and also the temperature-dependent change of the molecular chain structure of mucilage examined.