Development of a micro-well-based microfluidic 3D cell culture for cytotoxicity assays
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mikro Ve Nanoteknoloji Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: SARAH FARAHANI
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Ender Yıldırım
Eş Danışman: Altuğ Özçelikkale
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez, 3D hücre kültürü için mikro-kuyu tabanlı bir mikroakışkan platformun tasarımı, optimizasyonu, simülasyonu ve imalatını sunar. Bu çalışma, izole edilmiş odalarda sitotoksisite analizlerinin izlenmesi için uygun bir sistem oluşturmayı amaçlamaktadır. Bu bağlamda, mikroakışkan sistemler ilaçlara hücre yanıtını taramak için umut vericidir. Burada, sitotoksisite deneyi için PMMA tabanlı ve pipetle çalışan bir mikroakışkan cihaz sunulmaktadır. Platform bir kanala dahil edilmiştir ve kanalın yan duvarına bağlı mikro-ocak. Amaç, iki tip MCF-7 hücre yüklü 3D kollajen matrisini, yani kırmızı floresan protein (RFP) -MCF-7 hücreleri ve vahşi tip MCF-7 hücrelerini, her oyuk içinde izleyebilen bir 3D hücre kültürü oluşturmak için kapsüllemektir. Kültürün farklı ilaç uyaranlarına yanıtı. Bu tasarım, iki çok fazlı akışın seviye ayarlı kılcal akışına dayanmaktadır ve amaç, bir odadaki sıvıyı izole etmektir. Sonlu eleman analizi (FEA) simülasyonlarından elde edilen sonuçlara dayanarak, 2 mm çapında, dikdörtgen şekilli kanalın genişliğinin kesişimine yerleştirilmiş daire şeklindeki bir bölme, odadaki en yüksek hacim oranını gösterir. İmalat işleminde, yapıyı PMMA substratı üzerindeki değirmeni yapmak için bir mikro değirmencilik cihazı kullanılır. İşlenen PMMA, boş bir PMMA tabakasının yüzey tedavi destekli termo-baskıcı bağı ile kapatılır. Fabrikasyon cihaz daha sonra (RFP) -MCF-7 hücreli 3D kollajen matrisi ve vahşi tip MCF-7 hücre yüklü 3D kollajen matrisi ile test edilir. Hücre sspention ilk önce kanalın girişinden pipetlenir. Karışım kanaldan akarken, odayı doldurur. Kanalın vakumlanması, odada hücre yüklü kollajen sınırlarını ve oda izolasyonunu sağlar. Mikro-kuyularda kültürlenen RFP-MCF-7 hücre yüklü 3D kollajen matrisinin gözlemine göre, 48 saatlik bir izleme sırasında, sonuçlar xeperiment'in ilk 24 saatinde kuyularda hücre büyümesinin başarılı olduğunu göstermektedir. Denemenin sonraki 24 saati, hücreler üzerinde 1µm ve 10 um konsantrasyonlara sahip doksorubisin antikanser ilacının etkisi ile ilişkili olduğundan, deney sırasında hücrelerin canlılığını gözlemlemek için boya bazlı bir canlı ölü test kullanıldı. Böylece, canlı ve ölü hücrelerin gözlemlenmesi için süspansiyona Hoechst 33342 (mavi floresan) ve propidyum iyodür (kırmızı floresan) ilave edildi. Düzeltilmiş toplam hücre floresanı (CTCF) alanı, tüm kontrol, 1µm tedavi ve 10 uM tedavi grupları için hesaplandı. Tedavinin etkisine ilişkin hem floresan hem de parlak alan (BF) görüntülerinin analiz edilmesi, mavi floresan seviyesinde azalma ve 24 saat sonra kırmızı tekli olarak ölü hücrelerin yoğunluğunda artış olduğunu gösterdi. Burada teorik kavramlar, sonlu element analizi (FEA) simülasyonları ve testlerin sonuçları ayrı ayrı tartışılmaktadır.