|
|
Interakce cévních a kostních buněk s bioaktivními polymery pro konstrukci tkáňových náhrad
Pařízek, Martin ; Bačáková, Lucie (vedoucí práce) ; Smetana, Karel (oponent) ; Hrubý, Martin (oponent)
Tato práce se zabývá interakcí buněk se stávajícími povrchově modifikovanými materiály i materiály nově vytvářenými pro inženýrství cévní a kostní tkáně a cílenou dodávku léčiv do implantátů. V první části práce jsme ozářili povrch polyetylénových fólií plasmatem Ar a následně je roubovali bioaktivními molekulami (glycin, polyetylén glykol, albumin) a nanočásticemi C či Au. Tyto modifikace vhodným způsobem upravily fyzikální a chemické vlastnosti materiálu a podpořily adhezi a růst cévních hladkých svalových buněk (HSB) i jejich fenotypickou maturaci směrem ke kontraktilnímu fenotypu. Tyto modifikace lze v budoucnu využít i u materiálů, ze kterých se v současné době vyrábějí klinicky užívané cévní protézy, a to za účelem zvýšení jejich biokompatibility. V druhé části práce jsme se zabývali vývojem nového perivaskulárního systému pro cílenou dodávku antiproliferačního léčiva Sirolimu, a jeho testováním in vitro a in vivo. Tento perivaskulární systém je určen k ovinutí kolem žilního štěpu, implantovaného do arteriální pozice, jako je tomu např. u aortokoronárního bypassu. Skládá se z polyesterové síťky, která zajišťuje mechanickou stabilitu systému i žilní stěny, dále z kopolymeru kyseliny L-mléčné a ε-kaprolaktonu, který je nosičem antiproliferativního léčiva, a ze samotné antiproliferační látky Sirolimu....
|
|
|
Interakce kostních a cévních buněk s materiály pro tkáňové náhrady a cílenou dodávku léčiv
Vandrovcová, Marta ; Bačáková, Lucie (vedoucí práce) ; Smetana, Karel (oponent) ; Jirka, Ivan (oponent)
V tkáňovém inženýrství se klade důraz především na zkoumání interakcí mezi biomateriálem a buňkami. Opakovaně bylo prokázáno, že chování buněk silně závisí na fyzikálních a chemických vlastnostech povrchu materiálů. V této práci se soustředím především na kostní náhrady a jejich modifikace, jejichž cílem je podporovat adhezi, růst a osteogenní diferenciaci buněk a vést k integraci mezi implantátem a kostní tkání. Nejprve jsme otestovali vliv odlišné mikrostruktury vrstev fullerenů C60 a kompozitů C60/Ti na adhezi kostních buněk MG 63, jejich počáteční rozprostření, růst, viabilitu a formování cytoskeletárního proteinu aktinu. Vybrané vrstvy jsme následně ozařovali zlatými ionty, což vedlo ze změně C60 na jinou alotropickou modifikaci, tj. amorfní uhlík (a-C). Potvrdilo se, že vzor měl vliv na distribuci buněk aniž by narušil jejich viabilitu a proto by se dalo vytváření vzoru využít k řízení adheze buněk. Dále jsme navíc sledovali, jaký vliv má tloušťka nanášené strukturované vrstvy. Zjistili jsme, že ještě selektivnějšího růstu buněk lze dosáhnout nanášením silnější vrstvy fullerenů. V naší studii s kostními buňkami MG 63 kultivovanými na matrici z kopolymeru PLGA jsme zjistili, že naadsorbováním vybraných organických složek extracelulární matrix (kolagen I a chondroitin sulfát) se zlepšila jejich adheze,...
|
|
|
The biocompatibility and potential cytotoxicity of materials for joint replacement manufacturing and coating
Kopová, Ivana ; Bačáková, Lucie (vedoucí práce) ; Hubálek Kalbáčová, Marie (oponent) ; Jendelová, Pavla (oponent)
V súčasnosti používané totálne endoprotézy kĺbov majú niekoľko nedostatkov vrátane príliš veľkej tuhosti kovového materiálu, nedostatočnej integrácie implantátu do kosti a vysokej miery opotrebovania či korózie. To má za následok úbytok kostnej hmoty a následné aseptické uvoľnenie protézy s nutnosťou ďalšieho chirurgického zákroku. Nepostačujúce mechanické vlastnosti súčasných ortopedických zliatin rieši táto práca vývojom novej beta-titánovej zliatiny s konečným zložením Ti-35Nb-7Zr-6Ta-2Fe-0,5Si, ktorá má relatívne nízky modul pružnosti (do 85 GPa), vysokú pevnosť v ťahu (850 MPa) a vylepšenú biokompatibilitu, ako aj osteokonduktivitu. Vzhľadom k všeobecne nízkej osteoinduktivite kovových implantátov sa vyvíjajú rôzne povrchové úpravy a vrstvy pre zlepšenie interakcie buniek s materiálmi, ako napríklad vrstvy na báze uhlíka. Fullerénové vrstvy sa zdajú byť sľubným kandidátom na pokrývanie ortopedických implantátov vzhľadom k ich ochranným anti-oxidačným vlastnostiam. Hoci čerstvé C60 vrstvy tlmili adhéziu a rast buniek, žiadne známky bunkovej toxicity ani poškodenia DNA neboli nájdené. Sledovaná biokompatibilita fullerénových C60 filmov sa výrazne zlepšila s pribúdajúcim vekom vrstiev alebo s ko-depozíciou fullerénových molekúl s atómami titánu. Vysvetlenie spočíva v chemicko-fyzikálnych zmenách...
|
|
| |
|
|
Role endotelových a cévních hladkých svalových buněk ve vzniku, rozvoji a terapii cévních onemocnění
Chlupáč, Jaroslav ; Bačáková, Lucie (vedoucí práce) ; Piťha, Jan (oponent) ; Sedmera, David (oponent)
Úvod: Cévní chirurgie čelí nedostatku vhodných materiálů k bypassu. Syntetické cévní protézy zahrnují polyetylén tereftalát (PET) and expandovaný polytetrafluoroetylén (ePTFE). Jako cévní náhrady o malém průsvitu (< 6 mm) však podléhají trombóze díky absenci endotelové výstelky. Cílem práce bylo modifikovat PET cévních protézy adhezními povrchy tkáňového inženýrství a zlepšit jejich biokompatibilitu pro cévní hladké svalové buňky (HSB) a endotelové buňky (EB). Metodika: Použili jsme protein krevní srážlivosti fibrin (Fb) a proteiny extracelulární matrix kolagen (Co), laminin (LM) a fibronektin (FN). Připravili jsme povrchy: Co, Co/LM, Co/FN, Co/Fb, Co/Fb/FN a provedli experimenty s buněčnými kulturami: 1. planární statické, 2. planární dynamické, simulující krevní proud, 3. tubulární dynamické a 4. implantace laboratornímu praseti. Výsledky: Růst EB a HSB na komerčních protézách (ePTFE, PET a PET/Co) byl omezený. Růst obou typů buněk byl nižší na PET/Co než na PET. Po modifikaci proteiny dosáhly EB nejvyšších počtů na PET/Co a PET/Co +Co/Fb. Nebyl rozdíl v hustotě HSB na různých površích. Finální počet HSB byl vyšší než EB, ale nikoli významně na PET/Co a PET/Co +Co/Fb. Impregnace PET vstřebatelnými kopolymery snížila růst EB, následné pokrytí proteiny jej zvýšilo, zejména na Fb vzorcích. Při...
|
|
|
Adhesion and growth of adipose tissue-derived stem cells on fibrin assemblies with attached growth factors for tissue engineering of heart valves
Filová, Elena ; Trávníčková, Martina ; Knitlová, Jarmila ; Matějka, Roman ; Kučerová, Johanka ; Riedelová, Zuzana ; Brynda, Eduard ; Bačáková, Lucie
Currently used xenogeneic biological heart valve prostheses are decellularized and crosslinked with glutaraldehyde. These grafts usually undergo degeneration and calcification. Pericardium-based heart valve prostheses, re-seeded with autologous cells, i.e. Adipose tissue-derived cells (ASCs) and endothelial cells, could have longer durability and biocompatibility. In order to improve the adhesion of cells and their ingrowth into decellularized pericardium, various fibrin (Fb) layers were developed, i.e. Fb, Fb with covalently bound heparin (H), Fb with either vascular endothelial growth factor (VEGF) or fibroblast growth factor 2 (FGF) in various concentrations (1 ng/ml, 10 ng/ml, 100 ng/ml) or with both VEGF and FGF (100 ng/ml). Growth factors were attached onto Fb via heparin or were adsorbed. ASCs were seeded on theses layers in a DMEM medium supplemented with 2 % of fetal bovine serum, TGFβ1 and BMP-4 (both 2.5 ng/ml), and with ascorbic acid. Cell adhesion and growth/viability was assessed by counted cell number/MTS evaluation. ASCs were stained for differentiation markers of smooth muscle cells, such as alpha-actin, calponin, and myosin heavy chain. On day 7, ASCs on Fb-H-VEGF layers produced both calponin and alpha-actin. An increased FGF concentration caused reduced calponin staining of ASCs. Lack of heparin in fibrin assemblies with growth factors inhibited the production of both alpha-actin and calponin in ASCs. The highest ASCs density/viability was found on Fb-H-VEGF-FGF layer. The proper formulation of fibrin coatings could be favorable for ASCs growth and differentiation and could subsequently support endothelialization of cardiovascular prostheses with endothelial cells.
|
|
| |
|
| |
|
|
Optimizing and Evaluating the Biocompatibility of Fiber Composites with CaP Additives
Suchý, Tomáš ; Sucharda, Zbyněk ; Balík, Karel ; Sochor, M. ; Bačáková, Lucie
Composite materials based on a polyamide fabric (aramid) and a polydymethyl-siloxane (PDMS) matrix were designed for application in bone surgery. In order to increase the bioactivity, 2, 5, 10, 15, 20 and 25 vol. % of nano/micro hydroxyapatite (HA) and tricalcium phosphate (TCP) were added. The effect of the additives on the biocompatibility was studied. It appears that nano additives have a more favorable effect than micro particles on mechanical properties. For final application of the composites as substitutes for bone tissues, 15 vol. % of nano hydroxyapatite additives is an optimum amount: in this case both the mechanical properties and the biological properties are optimized without distinct changes in the inner structure of the composite.
|
|
| |
host ::
RSS.