Development of vascularized adipose tissue construct based on adipose tissue extracellular matrix and silk fibroin

Yağ doku mühendisliği, yumuşak doku hasarlarının rejenerasyonu için umut verici biralandır. Kalın implantların iç katmanlarındaki hücreler besin ve oksijene ulaşamadığıiçin damarlaşma sağlanması ihtiyaç vardır. Diğer bir problem de biyouyumlu ve iyi mekanik özelliklere sahip hücre taşıyıcılar bulabilmektir. Bu çalışmada, doğal dokuylamekanik olarak uyumlu, hücre canlılığını ve farklılaşmasını destekleyen, kalın ve fonksiyonel bir damarlaşma sağlanmış yağ doku üretmeyi amaçladık. Bu amaçla, deselülerize edilmiş yağ doku (DAT) ve ipek fibroini farklı oranlarda karıştırılarak hidrojeller elde edilmiştir. Daha sonra, yağ doku kökenli kök hücrelerden farklılaştırılan öncül yağ doku hücreleri ve endotel-benzeri hücreler bu hidrojeller içine hapsedilmiştir. In vitro çalışmalar, 1:3 (v/v) DAT:Fibroin oranlı hidrojellerin hücre canlılığını desteklediğini göstermiştir. Aynı zamanda, hidrojel içine hapsedildikten yalnızca 3 gün sonra adipojenik yönde 1 hafta farklılaştırılan ASC'ler yağ damlacıkları toplamaya, endotel yönde 1 hafta farklılaştırılan ASC'ler ise kılcal damar-benzeri yapılar oluşturmaya başlamıştır. Bu karışım in vivo uygulamada da jelleştirilebilmiş ve deri altına yerleştirilmiştir. Erken analizlerde (1 haftalık) şiddetli bir immün reaksiyon veya parçalanma gözlemlenmemiştir. Geç analizlerde (3 haftalık) ise hidrojelin dıştan başlayarak parçalandığı ve kılcal damarların hidrojelin merkezine kadar ulaştığı gözlemlenmiştir. Hücre enkapsüle edilmiş hidrojellerin in vivo analizleri devam etmektedir. Mekanik testler, in vitro hücre kültür çalışmaları ve in vivo uygulamaların ön analiz sonuçlarına dayanarak, 1:3 DAT:Fib hidrojelleri yağ doku mühendisliği için uygun taşıyıcılar olarak önerilmiştir. Adipose tissue engineering is a promising field for regeneration of soft tissue defects.However, vascularization is needed since cells in the middle layer of thick implants cannot reach to nutrient and oxygen by diffusion. Finding a biocompatible scaffold with good mechanical properties is another problem in this field. In this study, we aimed to develop a thick functional vascularized adipose tissue which supports cell viability and functionality with similar mechanical properties with the adipose tissue. For this purpose, hydrogels were prepared by mixing human decellularized adipose tissue (DAT) and silk fibroin at different ratios. Then, both preadipocytes and endothelial-like cells pre-differentiated from rat adipose derived stem cells (ASCs) were encapsulated in hydrogels. In vitro analyses showed that hydrogels with 1:3 (v/v) DAT:Fibroin ratio support cell viability. ASCs pre-differentiated into adipogenic lineage for 1 week started to accumulate lipid vesicles, and ones pre-differentiated into endothelial lineage formed capillary-like structures inside hydrogel only after 3 days of encapsulation. This mixture was shown to be gelated in vivo too, and implanted subcutaneously. No severe immunological response or significant degradation of the hydrogels was observed in histopathological analysis 3 days postimplantation. Histology results for 3 weeks showed that hydrogel was degraded from outside, and capillaries reached to the center of hydrogel. In vivo analysis of cell encapsulated hydrogels are under study. Based on in vitro and in vivo results 1:3 - DAT:Fib hydrogels hold promise for adipose tissue engineering applications. 128