The development of scaffolds for growth factor delivery is a promising approach for tissue regeneration applications due to their crucial roles during regeneration. Growth factor secretion and interactions with glycosaminoglycans are essential steps for the regulation of cellular behavior. Therefore, glycosaminoglycan-mimetic scaffolds provide a great opportunity to modulate the effects of growth factor actions on cell fate. In this thesis, sugar-bearing peptide amphiphile molecules were characterized and tested for VEGF, FGF-2 and NGF affinity. ELISA-based affinity analyses revealed that glycopeptide nanofibers had high affinity to NGF; however, glycopeptides alone were not enough to interact efficiently with VEGF and FGF-2. Since VEGF and NGF contain heparin-binding domains, the addition of a sulfonated peptide amphiphile increased the affinity of the nanofiber network to these growth factors. Glycopeptide-sulfonate nanofibers were also found to promote in vitro tube formation through their VEGF and FGF-2 affinity. VEGF release profiles of HUVECs indicated that increasing concentration of VEGF may provide autocrine signaling and enhance tube formation without any exogenous pro-angiogenic factor addition. In addition, when NGF-responsive PC-12 cells were cultured on glycopeptide nanofibers, they extended their neurites to an extent comparable with a widely-used positive control molecule (poly-L-lysine). These results suggest that glycosaminoglycan-mimetic glycopeptide nanofiber networks can be used as efficient growth factor presentation platforms for tissue regeneration applications to induce angiogenesis or peripheral nerve regeneration.

Büyüme faktörleri, doku yenilenmesi sırasında önemli görevler almaktadırlar. Bu nedenle büyüme faktölerinin etkili bir biçimde hedeflenen bölgeye ulaştırılması doku yenilenmesi çalışmaları için önem taşımaktadır. Büyüme faktörlerinin glikozaminoglikanlarla etkileşimleri, fonksiyonlarını doğru bir şekilde yerine getirmeleri için önemli bir basamaktır. Bu sebeple, glikozaminoglikan benzeri yapıların büyüme faktörlerinin sunulması için tasarlanan yapı iskelelerinde kullanımları doku yenilenmesi için umut vaat eden bir yaklaşımdır. Bu çalışmada, glikozaminoglikanların monomerlerine benzer şekerli peptit nanofiberlerin, vasküler endotelyal büyüme faktörü (VEGF), fibroblast büyüme faktörü (FGF-2) ve sinir büyüme faktörüne (NGF) olan afinitesi ve bu peptit nanofiberlerin hücrelere olan etkileri araştırılmıştır. Şeker içeren nanofiberler NGF'e kuvvetle bağlanma gösterirken, VEGF ve FGF-2 moleküllerine afinitelerinin daha az olduğu gözlemlenmiştir. VEGF ve FGF-2, heparin bağlanma domaini içerdiği ve heparinde yüksek miktarda sülfat molekülü bulunduğu için, bu nanofiberlerin yapısına sülfatlı peptit amfifil molekülünün eklenmesi, bu büyüme faktörlerine olan afinitesini artırmıştır. Büyüme faktörlerinin şekerli nanofiberlere afiniteleri göz önüne alınarak, bu nanofiberlerin endotel ve NGF'e yanıt veren PC-12 hücrelerine olan etkileri incelenmiştir. Sonucunda endotel hücreleri ekstra büyüme faktörüne ihtiyaç duymadan tüp benzeri yapılar oluşturmuş ve PC-12 hücreleri yüksek oranda nörit uzatmışlardır. Bu sonuçlar değerlendirildiğinde, üretilen şekerli yapı iskeleleri, yeni damar oluşumu gereken durumlarda ve periferik sinir yaralanmalarının onarımında, büyüme faktörlerinin etkili sunulması için in vivo çalışmalarda uygun birer platform sağlayabilirler.