Page 6 - BİOMEDYA SAYI 04

Rejeneratif

biyoloji ve tıp kullanmak için yapay doku ve organ üretilmesini kendilerine uyan doku veya organın belirmesini
umutla beklemektir. Gelişen doku mühendisliği
amaçlayan, uygulamalı bir bilim dalıdır (Resim 1).
Hücreler ve biyomalzemeler, doku mühendisliği
prosedürleri ve yapay organ teknolojileri, klasik organ
uygulamaları uygulamalarında kullanılan temel yapı taşlarıdır. naklindeki doku reddi ve benzeri sorunların da bir
yandan çözüme ulaşmasını sağlamakta çığır açacak
İskeletlerde kullanılan biyomalzemeler, doku
mühendisliği uygulamarında çok önemli bir yer
olarak tasarlanan belgelerden 3 boyutlu katı objeler
kaplar. Öncelikle doku üretmek için ilk adım olarak niteliktedir. Bu açıdan, 3 boyutlu yazıcılar, sanal
Seden Bedir, Fatih Kocabaş “iskelet” oluşturulur. İskelet uygun hücrelerle üretmeyi sağlayan, çok hızlı gelişen bir teknolojidir
Yeditepe Üniversitesi Rejeneratif Biyoloji Araştırma Laboratuvarı doldurulur ve istenilen dokuya benzer yapıların (Resim 2). Neredeyse bilimin her alanında kullanılan
oluşumu için bu hücreler çeşitli yollarla uyarılır. 3 boyutlu yazıcılar, 3 boyutlu biyoyazıcı olarak
Yaşamsal faaliyetlerini sürdürebilmesi Sonrasında hücrelerin 3 boyutlu bir iskelette ve tıp alanında doku ve organ üretimini hedefleyen
için bakterilerden insanlara tüm canlılar uygun biyoreaktörde hücre farklılaşması ve doku çalışmalarda öne çıkmıştır.
bir ölçüde rejenerasyon (yenilenme) gelişimi tamamlanır. İskelet, sağlıklı dokunun in vivo Günümüze kadar 3 boyutlu yazıcılarda hasar gören
kabiliyetine sahipler. ortamda rejenerasyonuna yardımcı olmakla birlikte dokulara ve organlara destek sağlamak amacıyla,
vücut içi (in vivo) ve vücut dışı (ex vivo) ortamda kaybedilen veya zarar görmüş vücut parçalarının
Hızla değişen ve yaşlanan dünyamızda, nakil için ekilen ve birbirleriyle bağlantısı olmayan hücrelerden yerini doldurmak için 3 boyutlu yazıcıyla üretilmiş
[3]
gittikçe artan organ ihtiyacını karşılamak amacıyla doku oluşumuna da yardımcı olur. Bu sebeple protezler ve materyaller başarıyla kullanılmıştır .
yeni ve farklı organ-doku yenilenme teknolojileri uygun işlem için doğru iskelet yapısını seçmek doku Bu işlemler sırasında örneğin vücutla istenmeyen
geliştirilmesi gerekmektedir. Rejenerasyon mühendisliği çalışmalarında önemlidir. Uygun bir tepkime vermeyen ve vücuda adapte olması kolay
mekanizmalarını kullanarak ihtiyacımız olan doku iskelet; biyolojik açıdan uyumlu ve kontrol edilebilir materyaller ve metaller kullanılmaktadır. Bununla
ve organı üretmek veya hasarlı dokuları kendilerini seviyede parçalanabilme özelliğine sahip olmalıdır. birlikte 3 boyutlu yazıcılar, hastalıkların tanı ve
onarmaları için uyarmak, rejeneratif tıbbın temel Parçalandığı zaman oluşan ürünler toksik olmamalıdır. tedavisine yardımcı olmak amacıyla da modelleme
amacıdır. Bu amaçla yapılan çalışmaların sonucunda Ayrıca, besin, oksijen ve atık madde transferini hızlı yaparken de sıkça kullanılan bir araçtır.
yeni organ basım teknolojileri geliştirilmektedir. bir şekilde sağlamak amacıyla yüksek oranda porlu 3 boyutlu yazıcı teknolojisinde ürünün hangi
Ayrıca, son gelişmeler ilerde hasarlı doku ve bir yapıya sahip olmalıdır. Bunun yanında, iskelet materyalden elde etmek istiyorsak mürekkep
organlarımızı, kendi hücrelerimizden üretebileceğimiz çevresel mekanik etkilere karşı da dayanıklı olması olarak o materyali kullanırız. Amacımız 3 boyutlu
organlarla veya dokularla organ reddi ihtimalini yok gerekmektedir. biyoyazıcılarda doku ve organ üretmek olduğundan,
ederek tamamlayabileceğimizi vaat etmektedir. Hücreler, canlılık faaliyetlerini gösteren en küçük yapı mürekkebimiz hücrelerarası iskeleti oluşturan
birimi olduğundan üretilecek organın veya dokunun maddeler ve/veya fonksiyonel en küçük parçamız
Rejeneratif tıbbın amacı fonksiyonel olabilmesi için 3 boyutlu iskelete ekilecek olan hücrelerimizdir. Mürekkep olarak hücrelerimizi
Rejeneratif tıp, organ nakline ihtiyaç duyulmadan hücreleri doğru bir şekilde belirlemek çok önemlidir. kullanıp biyoyazıcılarda doku ve organ üretmeyi
vücuttaki bozuklukları gidermek amacıyla yeni Doku mühendisliğinde kullanılan hücrelerin başında günümüz teknolojisi bir ölçüde başarmış durumda;
bu duruma farklı metotlarla yapay kalp, trake ve
stratejiler geliştirmeyi amaçlar. Bazı hastalıklar istenilen özelleşmiş dokuya farklılaşma ve sürekli [4]
dokulara o kadar büyük ölçüde zarar verir ki organ bölünme yeteneği olan henüz farklılaşmamış kök mesane üretimi örnek verilebilir . Asıl amaç ise
nakli gerçekleştirilmeden hastanın iyileşmesi mümkün hücreler gelir. Elde edilişlerine göre ana iki çeşit organ ihtiyacını 3 boyutlu biyoyazıcılarla sağlayarak
olmamaktadır. Örneğin kalp hastalıkları, dünya kök hücre vardır: embriyonun iç kütlesinden elde kendi hücrelerimizden, kendi kök hücrelerimizden
nüfusunun çoğunu etkilemektedir ve genellikle edilen sınırsız bölünme ve 3 germ tabakasına da organlar ve dokular üreterek doku reddi ihtimalini
kalp yetmezliğinde son çözüm kalp naklidir. Kalp vücut içinde (in vivo) ve vücut dışında (ex vivo) yok etmek.
naklinin yeterince riskli bir operasyon olmasıyla farklılaşma özelliğine sahip embriyonik kök hücreler
birlikte, iyileşme sürecinde hastanın vücudunun (EKHler) ve dokularda ve organlarda hali hazırda 3 boyutlu biyoyazıcıyla organ üretirken uygulanması
yeni organı reddetmeyeceği kesin değildir . Ayrıca bulunan ve bulunduğu bölgenin rejenerasyonundan gereken adımlar şöyle sıralanabilir:
[1]
• İlk olarak 3 boyutlu biyoyazıcı kullanılarak organı
bazı kalp rahatsızlıklarında kapakçıklar hasar sorumlu yetişkin kök hücreler, örneğin mezenkimal oluşturacak yapı iskeleti oluşturulur.
gördüğünde, kapakçık onarımı ya domuz kapakçığı kök hücreler (MKHler) ve hematopoetik kök hücreler • Yeni hücrelere farklılaşacak kök hücreler iskelet
eklemekle ya da mekanik bir cihaz yerleştirmeyle (HKHler). üzerinde dağıtılır.
sağlanabilmektedir. Kapakçık onarımı sonrasında Gün geçtikçe artan organ ihtiyacı, doku mühendisliği
da komplikasyon ihtimali yüksektir. Ayrıca, mekanik uygulamalarına olan ihtiyacı dolayısıyla bu alandaki • Organın şeklini alması için proteinler ve uyaranlar
cihazların etrafında kan pıhtılaşabileceğinden, araştırmaları artırmıştır. Son zamanlarda doku eklenir.
hasta kan sulandırıcı ilaç kullanmak durumunda mühendisliği bir birinden farklı sağlık sorunlarına yeni • Organın oluşması için gerekli ortam (37 °C, vücut
kalmaktadır. Bu gibi durumları azaltmak rejeneratif yaklaşımlar sunmuştur. Bunlar arasında 3 boyutlu sıcaklığı) sağlandıktan sonra kök hücrelerin ve
tıbbın amaçları arasındandır ve bunu gerçekleştirmek yazıcıların geliştirilmesi, yapay mesane üretimi, yapay iskeletin gerekli organa dönüşmesi beklenir.
için birbirinden yeni uygulamalar geliştirilmektedir. kulak ve trake üretimi çalışmaları verilebilir. Yapay kulak kepçesi çalışmaları

Rejeneratif tıp yaklaşımı olarak doku Rejeneratif tıp alanında öncü
mühendisliği çalışmalar

Resim 3. 3D biyoyazıcıyla üretilmiş yapay
kulak kepçesi
3 Boyutlu Biyoyazıcılar 2013’te Lawrance Bonassar ve bir grup bilim insanı,
yapay kulak kepçesi üretmeyi başardı(Resim 3)
Resim 2. 3 boyutlu biyoyazıcı [6] . 3 boyutlu biyoyazıcı kullanılarak uygulanan
Resim 1. Temel doku mühendisliği uygulaması Organ yetmezliği günümüzün, en büyük
Doku mühendisliği, temel olarak uygun sorunlarından birisidir. Birçok hasta için tek tedavi, prosedürde ilk olarak kulağın anatomisi tespit edildi.
biyomateryallerden ve kök hücrelerden nakillerde Daha sonra, fareden elde edilen kollajenle ve inek
hasar gören doku ve organları için nakil listesinde kulağından elde edilen kıkırdak hücreleri uygun kalıba

6