Hücre dışı matris, hücre davranışlarını yönlendiren doğal biyokimyasal ve biyofiziksel ipuçlarına sahiptir. Bu fizyolojik üç boyutlu (3D) mikro ortamı taklit etmek, rejeneratif tıp ve doku mühendisliği uygulamaları için geniş çapta araştırılmış bir stratejidir. Örneğin, hem doğal olarak türetilmiş hem de sentetik substratlar, biyofiziksel hücresel ortamı taklit etmenin bir yolu olarak topografik ipuçlarıyla modifiye edilmiştir. 1 Örneğin, polikaprolakton (PCL) iskeleleri, desenli PDMS alt tabakaları üzerine dökülerek kolayca desenlenebilir. 2 Bununla birlikte, çoğu sentetik iskele, kontrollü biyokimyasal ortamı in vivo olarak yetersiz bir şekilde özetlemektedir.Sentetik malzemelerin toplu veya yüzey modifikasyonu, yalnızca hücre bağlanması için biyokimyasal ipuçları sunar, ancak yine de biyokimyasal dağıtımın zamansal düzenlemesinden yoksundur. 3 Bu nedenle, hücre dışı matrisin zamansal olarak düzenlenmiş biyokimyasal dağıtım sistemini taklit edebilen optimal iskelelere ihtiyaç vardır.
Mikroküreler gibi biyokimyasal dağıtım sistemleri, çok aşamalı sentez sürecinin ciddiyeti ve karmaşıklığı nedeniyle biyoaktivite kaybı ve düşük birleştirme verimliliği sorunlarıyla boğuşmaktadır. 4-6 Tek adımlı bir fabrikasyon ve birleştirme yöntemi kullanan alternatif yöntemlerin, dahil etmede verimsizlik ve biyoaktivite kaybı olmaksızın uygun bir biyokimyasal mikro çevre yaratma konusunda mükemmel bir potansiyele sahip olduğu kanıtlanmıştır. Uygulanabilir bir çözüm, biyolojik ajanları iletmek ve korumak için arayüzey polielektrolit kompleksleştirme (IPC) liflerinin kullanılmasıdır. İki zıt yüklü polielektrolit sulu çözelti bir araya getirildiğinde, IPC lifleri arayüzden çekilebilir. Sulu çözelti içindeki hemen hemen her tür hidrofilik biyomolekül, negatif veya pozitif yüklü polielektrolit çözeltisine eklenebilir, böylece kompleksleştirme işlemi sırasında yararlı biyomoleküllerin IPC elyafına dahil edilmesini kolaylaştırır. Ayrıca, bu işlem sadece sulu ve ortam koşulları gerektirir, böylece biyoaktivite kaybı riskini azaltır. Bu yöntem kullanılarak, aktif büyüme faktörleri2,7 hatta hücreler8,9 başarıyla verilmiştir. Ek olarak, IPC lifleri oluşturmanın basit yöntemi, herhangi bir şekle veya yöne kalıplamaya izin verir. Bu tür liflerin stabilitesi, kompozit iskeleler oluşturmak için hem hidrofobik2 hem de hidrofilik polimerlere7 dahil edilmesinde avantajlı olmuştur. IPC lifli bu kompozit iskeleler, hücreler için fiziksel ankraj sağlarken fizyolojik olarak ilgili bir biyokimyasal ortam oluşturmak için faydalıdır.
Bu çalışmada, aktif biyomoleküllerin kontrollü salınımı için IPC liflerini topografyaya sahip hidrofilik ve hidrofobik bir iskeleye dahil etmek için bir yöntem gösteriyoruz. Kavram kanıtı olarak, kitosan ve aljinattan yapılmış IPC liflerini biyouyumlu, immünojenik olmayan ve antijenik olmayan pullulan-dekstran hidrofilik hidrojele veya biyouyumlu polikaprolakton hidrofobik iskeleye dahil ediyoruz.