- Journal of Medical Innovation and Technology
- Vol: 3 Issue: 2
- Four-Dimensional Printing Technology at the Frontier of Advanced Modeling and Applications in Brain ...
Four-Dimensional Printing Technology at the Frontier of Advanced Modeling and Applications in Brain Tissue Engineering
Authors : Merve Nur Soykan, Tayfun Şengel, Aliakbar Ebrahimi, Murat Kaya, Burcugül Altuğ Tasa, Hamed Ghorbanpoor, Onur Uysal, Ayla Eker Sariboyaci, Huseyin Avci
Pages : 46-57
Doi:10.51934/jomit.1016838
View : 21 | Download : 5
Publication Date : 2021-12-31
Article Type : Other
Abstract :Son on yıldır kapsamlı çalışmalar yapılan beyin topolojisinin arkasında yatan süreç henüz belirsizdir. Kortikal katlanmaların daha iyi anlaşılabilmesi için nöral doku mühendisliği çalışmalarına ihtiyaç vardır. Hücre yüklü akıllı malzemelerin kullanıldığı 4 boyutlu (4B) biyoyazıcıların gelişmesi ile nöral dokunun mimik edilmesinde umut verici bir yol açılmıştır. Çalışmamızda son yıllarda gelişmekte olan 4B yazıcıların beyin dokusunun modellenmesinde kullanım alanlarını gözden geçirmekteyiz. 3 boyutlu (3B) yazıcılar ile basılan akıllı malzemelerin gelişmesiyle 4B yazıcılar ortaya çıkmıştır. Akıllı malzemeler fiziksel, kimyasal ve biyolojik uyaranlara dayalı olarak özelliklerini değiştirebilirler ve bu değişiklik geri dönüşümlü bir süreçtir. Hücre yüklü olarak basılan akıllı malzemeler hem gelen uyarıcının hem de fiziksel değişimin hücre canlılığı üzerinde çok az bir etki yaratması gerekir. Ayrıca kullanılan malzemenin toksik olmaması ve çözücünü hücre canlılığına uygun olması da önemlidir. Nöral dokunun karmaşık sinir ağının mimik edilebilmesi için hidrojeller ile sıklıkla çalışılmaktadır. Hidrojellerin çapraz bağlanmasını veya çapraz bağlanma derecesini etkileyen ajanlar kolaylıkla kontrol edilebilir ve değiştirilebilir. Ayrıca nöral kök hücreler ile yapılan çalışmalarda hidrojellerin nöral kök hücrelerin proliferasyon ve olgunlaşması üzerinde destekleyici bir etkiye sahip olduğu gösterilmiştir. Akıllı malzemelerin katlanma zamanı, kuvveti ve yeri kesin olarak bilinemediği için bu bölgede bulunan hücreler üzerindeki stresin sonuçlarının diğer hücreleri etkileyip etkilemeyeceğinin ön görülmesi zorluğu 4B biyoyazıcıların bir avantajı olarak karşımıza çıkma ihtimalini göstermektedir. Burada özellikle 4B biyoyazıcıların sağladığı deneysel manipülasyonların kolaylığı sayesinde kortikal katlanmanın nöral kök hücreler üzerine etkisini incelemek için ideal bir metodolojidir. Önümüzdeki yakın yıllarda multidisipliner olan beyin doku mühendisliği alanında 4B biyoyazıcıların benimseneceği ve hızlı gelişmelerin olacağını düşünmekteyiz. Son on yıldır kapsamlı çalışmalar yapılan beyin topolojisinin arkasında yatan süreç henüz belirsizdir. Kortikal katlanmaların daha iyi anlaşılabilmesi için nöral doku mühendisliği çalışmalarına ihtiyaç vardır. Hücre yüklü akıllı malzemelerin kullanıldığı 4 boyutlu (4B) biyoyazıcıların gelişmesi ile nöral dokunun mimik edilmesinde umut verici bir yol açılmıştır. Çalışmamızda son yıllarda gelişmekte olan 4B yazıcıların beyin dokusunun modellenmesinde kullanım alanlarını gözden geçirmekteyiz. 3 boyutlu (3B) yazıcılar ile basılan akıllı malzemelerin gelişmesiyle 4B yazıcılar ortaya çıkmıştır. Akıllı malzemeler fiziksel, kimyasal ve biyolojik uyaranlara dayalı olarak özelliklerini değiştirebilirler ve bu değişiklik geri dönüşümlü bir süreçtir. Hücre yüklü olarak basılan akıllı malzemeler hem gelen uyarıcının hem de fiziksel değişimin hücre canlılığı üzerinde çok az bir etki yaratması gerekir. Ayrıca kullanılan malzemenin toksik olmaması ve çözücünü hücre canlılığına uygun olması da önemlidir. Nöral dokunun karmaşık sinir ağının mimik edilebilmesi için hidrojeller ile sıklıkla çalışılmaktadır. Hidrojellerin çapraz bağlanmasını veya çapraz bağlanma derecesini etkileyen ajanlar kolaylıkla kontrol edilebilir ve değiştirilebilir. Ayrıca nöral kök hücreler ile yapılan çalışmalarda hidrojellerin nöral kök hücrelerin proliferasyon ve olgunlaşması üzerinde destekleyici bir etkiye sahip olduğu gösterilmiştir. Akıllı malzemelerin katlanma zamanı, kuvveti ve yeri kesin olarak bilinemediği için bu bölgede bulunan hücreler üzerindeki stresin sonuçlarının diğer hücreleri etkileyip etkilemeyeceğinin ön görülmesi zorluğu 4B biyoyazıcıların bir avantajı olarak karşımıza çıkma ihtimalini göstermektedir. Burada özellikle 4B biyoyazıcıların sağladığı deneysel manipülasyonların kolaylığı sayesinde kortikal katlanmanın nöral kök hücreler üzerine etkisini incelemek için ideal bir metodolojidir. Önümüzdeki yakın yıllarda multidisipliner olan beyin doku mühendisliği alanında 4B biyoyazıcıların benimseneceği ve hızlı gelişmelerin olacağını düşünmekteyizKeywords : Nöral doku mühendisliği, Nöral modelleme, 4B yazıcı, Akıllı biyomalzeme, Şekil hafızası