|
|
Nanovlákenné materiály v inženýrství kostní tkáně
Zajdlová, Martina ; Bačáková, Lucie (vedoucí práce) ; Míčová, Petra (oponent)
Tato práce je zaměřena na nanovlákenné materiály, které nacházejí perspektivní uplatnění v nové moderní mezioborové disciplíně - tkáňovém inženýrství. V minulosti se vyvíjely různé strategie při tvorbě materiálů určených k tkáňovému inženýrství, od materiálů nedovolujících adhezi žádných buněk na svůj povrch. tzv. bioinertních až po současnou snahu vytvořit tzv. "hybridní bioarteficiální orgány". Především v inženýrství kostní tkáně mají velký potenciál polymerní materiály v podobě nanovlákenné sítě, jako například poly(laktid) nebo poly(kaprolakton) s anorganickou příměsí, např. ve formě nanokrystalického hydroxyapatitu. Materiál v takovéto podobně napodobuje přirozenou strukturu kostní tkáně a tím stimuluje adhezi, proliferaci a diferenciaci buněk do žádaného buněčného typu. V experimentální části této práce byl jeden z těchto nadějných nanomateriálu otestován na jeho biokompatibilitu v podmínkách in vitro. Poly(laktid) v podobě nanovlákenné sítě s 0, 5 a 15 hmotnostními % nanokrystalického hydroxyapatitu byl připravený firmou Elmarco s.r.o., Liberec. Buňky lidských osteoblastů linie MG 63 byly na těchto materiálech kultivovány po dobu 1, 3 a 7 dní. Výsledky poukazují na výhodu příměsi hydroxyapatitu, který stimuluje buňky k tzv. osteogenní diferenciaci a zároveň umožňuje i relativně dobrou...
|
|
|
Carbon nanoparticles as promising components of materials for bone tissue engineering
Grausová, Ľubica ; Bačáková, Lucie (vedoucí práce) ; Mikšík, Ivan (oponent) ; Balík, Karel (oponent)
Souhrn Nanotechnologie v tkáňovém inŽenýrství se stala v posledních letech důleŽiýmpředrnětern výzkumu Pro regeneraci tkání se studují různét1p1 nanostrukturovaných materiálů. Důvodem vyuŽití těchto rnateriálťr v tkáňovém inŽenýrství je jejich schopnost napodobovat přirozenou extracelu|ární matrix a tímpodporovat adhezi, růst a diferenciaci buněk. Náš ýzkum by| zaměřen na v|iv vrstev fullerenů, kompozitů uh|íkoqýclr nanotub a syntetického terpolymeru a vrstev rranokrystalického diamantu na adhezi, růst,životaschopnost a diferenciaci lidských osteoblastů linie MG 63. KaŽdý z těchto materiálů podporoval kolonizaci svého povrclru buňkami. Na kontirruálrrích vrstvách fu1lerenů Coo, deponovanýclr na uhlíkové kompozity s uhlíkovou matricí vyáuženou uhlíkovými vlákny byla sice populačníhustota buněk nižšív porovnání s uhlíkov'ým kompozitem bez fullerennílro filmu, ale tyto buriky dosahovaly větší adhesní plochy, coŽ bylo dale spojeno s dobře q'vinuým beta- aktinov'ým cýoskeletem a foká|ními adhezními plaky s obsahem vinkulinu. Na kompozitech uhlíkových nanotub a terpolymeru složenélioz po|ýetrafluoroeýlenu, po|ypropylenu a poly.viny|difluoridu' byla adhese buněk, jejich rozprostření, tvorba fokálníclr adlresních plakůa aktinového cytoskeletu, viabilita a buněčnýrůstznačnězlepšena v porovnání s čisýmterpolymerem....
|
|
|
Cévní a kostní buňky na polymerních strukturách pro tkáňové inženýrství
Filová, Elena ; Bačáková, Lucie (vedoucí práce) ; Maxová, Hana (oponent) ; Motlík, Jan (oponent) ; Kromka, Alexander (oponent)
Umělé cévní a kostní protézy jsou konstruovány jako inertní, neumožňující adhezi a růst buněk. Našim cílem bylo připravit materiály na bázi přírodních a syntetických polymerů, které by vytvářely nebo modifikovaly protézy, a testovat bioaktivitu těchto polymerů in vitro. Jako polymery přírodní jsme připravili fibrinové vrstvy o různé tloušťce a hodnotili jsme adhezi, růst a diferenciaci endotelových buněk (EC) na těchto površích. Pozorovali jsme zvýšené rozprostření endotelových buněk na dvourozměrných fibrinových vrstvách a zlepšený růst a maturaci těchto buněk na vrstvách trojrozměrných. Potažení fibrinu kolagenem I nebo fibronektinem dále zvětšilo adhezní plochu a proliferační aktivitu hladkých svalových buněk (VSMC). Syntetické polymery byly konstruovány na bázi blokového kopolymeru poly(DL-laktidu) a polyetylén oxidu (PDLLA-b-PEO), v kterých byl na 5% nebo 20% PEO řetězců navázán oligopeptid Gly-Arg-Gly- Asp-Ser-Gly, tj. ligand pro adhezní receptory buněk. Navázání oligopeptidu na antiadhezivní kopolymer obnovilo adhezi a růst VSMC, a to i v médiu bez séra. Syntetické polymery mohou tudíž sloužit jako umělá extracelulární matrix pro reparaci a regeneraci cév. V naší studii s lidskými kostními buňkami MG 63 kultivovanými na matrici z kopolymeru kyseliny polymléčné a polyglykolové jsme zjistili, že...
|
|
|
Growth of human adipose-derived stem cells on Ti-6Al-4V alloy with various surface modifications
Kročilová, Nikola ; Bačáková, Lucie ; Pařízek, Martin ; Havlíková, Jana ; Motarjemi, H. ; Molitor, M. ; Gabor, R. ; Marvan, J.
Adipose-derived stem cells (ASCs) are of a great importance for bone tissue engineering. We compared ASCs obtained by liposuction under two pressures (-200 mmHg and -700 mmHg). The number and proliferation activity of cells isolated under -700 mmHg (ASC-H) were higher than in cells isolated under -200 mmHg (ASC-L). However, the ASC-L was more active in osteogenic differentiation, as manifested by a higher intensity of fluorescence of alkaline phosphatase and osteocalcin in these cells. The adhesion and growth of ASCs were then studied on Ti-6Al-4V samples either unmodified (K, roughness parameter R-a = 280 nm) or modified by shot blasting and tarnishing A, R-a = 200 nm), vibratory finishing (B, R-a = 100 nm) and vibratory finishing, shot blasting and polishing (C, R-a = 80 nm). All modified samples were more wettable than the K samples. On day 1 after seeding, the size of cell spreading area on some modified samples was lower than on K samples, namely on B samples in ASC-L, on B and C in ASC-H and on A in control MG-63 cells. On day 3, the cell number on some modified samples became higher than on K samples, namely on C samples (ASC-L), on B (ASC-H) and on B and C s (MG-63 cells). On day 7, the numbers of ASC-H and MG-63 cells on all modified samples evened out and became significantly higher than on K samples. On ASC-L samples, the highest cell numbers were obtained on A samples. Thus, all studied modifications of Ti-6Al-4V enhanced growth of ASCs and human osteoblast-like MG-63 cells.
|
|
|
Growth and differentiation of human osteoblast-like cells on TI-6AL-4V alloy modified with anodization
Doubková, Martina ; Bačáková, Lucie ; Pařízek, Martin ; Vandrovcová, Marta ; Musílková, Jana ; Lisá, Věra ; Gabor, R. ; Marvan, J.
Titanium and its alloys are widely used as hard tissue implants for their high biocompatibility and suitable physical properties. Along with other surface treatment methods, anodization technique is known to enhance osseointegration. The aim of this study is to evaluate the adhesion, growth and osteogenic differentiation of human osteoblast-like SAOS-2 cells on Ti-6Al-4V samples anodized in electrolytes composed of a stable volume of KOH (336.48 g/l) and variable volumes of liquid glass (124.47 g/l, 84,12 g/l and 37.38 g/l; samples s5, s6 and s7, respectively). Non-anodized Ti-6Al-4V samples, cell culture polystyrene (PS) and microscopic glass coverslips served as control materials. On days 2 and 4 after seeding, the cell number did not differ significantly among the tested samples. However, on day 7, the cell number on s6 samples reached the lowest values, which could be attributed to a non-homogeneous TiO2 film on s6 samples formed during anodization. Nevertheless, the osteogenic differentiation, estimated by the intensity of fluorescence of collagen I in cells grown in a differentiation medium, was the highest on s6 samples. On s5 samples, coated with homogeneous TiO2 films, both cell numbers and intensity of fluorescence of collagen I was relatively high. The bone matrix mineralization, evaluated by Alizarin Red staining, was the highest on s5 samples in standard culture medium, and similar on all tested samples in differentiation medium. Thus, the surface modification of s5 samples could be considered the most suitable for application in bone implants.
|
|
|
Polymeric nanofibrous scaffolds reinforced with diamond and ceramic nanoparticles for bone tissue engineering
Bačáková, Lucie ; Pařízek, Martin ; Staňková, Ľubica ; Novotná, Katarína ; Douglas, T.E.L. ; Brady, M. A. ; Kromka, Alexander ; Potocký, Štěpán ; Stránská, D.
Three types of nanofibrous scaffolds were prepared by electrospining: (1) poly(lactide-co-glycoside) (PLGA) scaffolds reinforced with 23 wt.% of diamond nanoparticles (DNPs), (2) poly(L-lactide) (PLLA) scaffolds with DNPs in concentration ranging from from 0.4 wt.% to 12.3 wt.%, and (3) PLLA scaffolds with 5 wt.% or 15 wt.% of hydroxyapatite (HAp) nanoparticles. The diameter of the nanofibers ranged between 160 and 729 nm. The nanofibers with nanoparticles were thicker and the void spaces among them were smaller. Mechanical properties of the nanoparticle-loaded scaffolds were better, as demonstrated by a rupture test in scaffolds with DNPs and by a creep behavior test in scaffolds with HAp. On PLGA scaffolds with DNPs, the human osteoblast-like MG-63 cells adhered in similar numbers and grew with similar kinetics as on pure PLGA scaffolds. Human bone marrow mesenchymal stem cells grew faster and reached higher population densities on PLGA-DNP scaffolds. However, on PLLA-based scaffolds, the activity of mitochondrial enzymes and concentration of osteocalcin in MG-63 cells decreased with increasing DNP concentration. On the other hand, the metabolic activity of MG-63 cells and content of osteocalcin in these cells were positively correlated with the HAp concentration in PLLA scaffolds. Thus, PLGA nanofibers with 23 wt% of DNPs and PLLA nanofibers with 5 and particularly 15 wt.% of HAp seem to be promising for bone tissue engineering.
|
|
| |
|
| |
|
| |
|
| |
host ::
RSS.