Nanoselluloosapohjaiset hydrogeelit sydänkudossirujen kehityksessä

Thumbnail Image

Files

Kolehmainen_Veera_2025.pdf (1.23 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Kemian tekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2025-05-28

Department

Major/Subject

Biotuotteet

Mcode

CHEM3048

Degree programme

Kemiantekniikan kandidaattiohjelma

Language

fi

Pages

30

Series

Abstract

Sydänkudossirut perustuvat yhä kehittyvään Organ-on-a-Chip-teknologiaan. Simuloimalla sydänkudoksen fysiologiaa näitä siruja voidaan hyödyntää lääketieteellisessä tutkimuksessa, kuten lääkekehityksessä ja yhdisteiden kardiotoksisuuden määrittämisessä. Tämä on tärkeää nyky-yhteiskunnassa, jossa sydän- ja verisuonitaudit ovat yleisin kuolinsyy. Organ-on-a-Chip-teknologia mahdollistaa ihmisperäisten solujen käyttämisen tarkasti niiden luonnollista elinympäristöä muistuttavassa asetelmassa, mikä eliminoi monia eläinmallien ja perinteisten soluviljelymenetelmien rajoituksia. Tämän kandidaatintyön tavoitteena on arvioida nanoselluloosapohjaisten hydrogeelien potentiaalia sydänkudossirujen kehityksessä. Työssä tarkastellaan keskeisiä tekijöitä liittyen sydänkudossirumallien valmistukseen sekä käydään läpi näissä malleissa yleisimmin käytettyjen materiaalien, kuten polydimetyylisiloksaanin, ominaisuuksia ja rajoitteita. Työn keskeisin tutkimuskysymys on, voidaanko nanoselluloosahydrogeelejä hyödyntää sydänkudossirumallien keskeisten kehityskohteiden ratkaisemisessa. Nanoselluloosapohjaisten hydrogeelien käytöstä sydänkudossirumalleissa on saatavilla vain rajattu määrä tieteellisiä julkaisuja. Tämän vuoksi työssä on käytetty myös muihin biolääketieteen aloihin, kuten kudosteknologiaan lähtökohtaisesti soveltavia lähteitä. Nanoselluloosapohjaisten hydrogeelien etuna moniin perinteisiin sydänkudossiruissa käytettyihin materiaaleihin on muun muassa niiden bioyhteensopivuus, edullisuus ja helppo työstettävyys 3D-bioprinttauksessa. Nämä hydrogeelit muistuttavat myös suuresti luonnollista soluväliainetta, jonka simuloiminen perinteisillä materiaaleilla on haastavaa.

Heart-on-a-Chip models are based on a relatively new and still developing technology, called Organ-on-a-Chip. By simulating the physiology of cardiac tissue, these chips can be utilized in medical research, such as drug development and to determine the cardiotoxicity of a compound. This is important in modern society, where cardiovascular diseases are the most common cause of death. This technology enables the use of human-derived cells in an environment that closely mimics their natural environment, thereby eliminating many inaccuracies present in animal models and traditional cell culture methods. The aim of this bachelor’s thesis is to evaluate the role of nanocellulose-based hydrogels in the development of Heart-on-a-Chip models. The thesis examines key considerations regarding the fabrication of Heart-on-a-Chip models, and it undergoes the properties and limitations that the commonly used materials, such as polydimethylsiloxane, have in these models. The main research question of this study is whether nanocellulose-based hydrogels can be utilized in solving the key challenges in Heart-on-a-Chips. The number of scientific publications of the use of nanocellulose-based hydrogels in Heart-on-a-Chip models is limited. Therefore, this study utilizes sources that are targeting variety of areas in biomedicine, such as tissue engineering. The biocompatibility, inexpensiveness and the ease of processing in 3D-bioprinting, are the advantages of nanocellulose-based hydrogels compared to conventional materials used in Heart-on-a-Chips. Additionally, these hydrogels closely resemble the natural extracellular matrix, which is challenging to simulate with the use of conventional materials.

Description

Supervisor

Hiltunen, Eero

Thesis advisor

Hertzberg, Jasmin

Keywords

sydänkudossiru, mikrofluidinen siru, tukirakenne, nanoselluloosa, hydrogeeli

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202506104401

Collections

[kand] Kemian tekniikan korkeakoulu / CHEM