Kemik dolgu malzemesi olarak biyolojik olarak parçalanabilen keratin bazlı macunların geliştirilmesi

Abstract

Doğal polimerler, doku mühendisliği uygulamalarının cephaneliğinde önemli bir araç olarak konumunu korumaktadır. Bu çalışmada kemik doku mühendisliği için mimik yapı ve işlev gösterebilecek, keratin macun (KP) ve keratin macun/ Bombyx mori ipek fibroini (KPSF) kompozit yapı iskelelerinin üretimleri için kimyasal çapraz bağlamaya gerek duyulmayan yenilikçi bir yaklaşım sunulmaktadır. Bu yaklaşımda keratin ile karboksil gruplarınca zengin sitrik asit arasında hidrojen bağlarıyla güçlü etkileşimler oluşturuldu ve elde edilen keratin macun tozlarının hidrolize ipek fibroini içerisinde dağıtılmasıyla kompozit iskeleler üretildi. Her iki iskele Fourier dönüşümü kızılötesi (FT-IR) spektroskopisi, X-ışını kırınımı (XRD), termogravimetrik analiz (TGA), taramalı elektron mikroskopu (SEM), mikromekanik testleri ve biyobozunurluğu derinlemesine karakterize edilmiştir. Ayrıca in ovo civciv koryoallantoik membran (CAM) tahlili ile malzemelerin anjiyogenez özellikleri test edilmiştir. Elde edilen sonuçlar malzemelerin mekanik dayanımlarının, biyobozunurluk ve anjiyogenez özelliklerinin tatmin edici düzeyde olduklarını sergilemiş ve dolayısıyla kemik doku mühendisliği uygulamaları için potansiyel oluşturduklarını göstermiştir.

The use of natural polymers remains an important tool in the arsenal of regenerative medicine and tissue engineering applications. In this study, an innovative method for producing keratin paste (KP) and keratin paste/Bombyx mori silk fibroin (KPSF) composite scaffolds that can mimic structure and function for bone tissue engineering is presented, which does not require chemical cross-linking. In this approach, strong interactions formed between keratin and citric acid rich in carboxyl groups by hydrogen bonds, and composite scaffolds were created by dispersing the obtained keratin paste powders in hydrolyzed silk fibroin. The scaffolds have been extensively characterized by Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscope (SEM), micromechanical tests and biodegradability. In addition, the materials' angiogenesis properties were also evaluated using the in ovo chick chorioallantoic membrane (CAM) assay. The results showed that the materials' mechanical strength, biodegradability, and angiogenesis properties were satisfactory, indicating that they had potential for bone tissue engineering applications.