|
|
Stimulation of mesenchymal stem cells osteogenic differentiation using perfusion bioreactor
Šljivnjak, Erna ; Rampichová, Michala (vedoucí práce) ; Rösel, Daniel (oponent)
Kostní buňky jsou in vivo vystaveny neustálým chemickým a mechanickým podnětům, způsobených prouděním intersticiální tekutiny. V in vitro prostředí je možné napodobit účinky intersticiální tekutiny a podmínky tvorby kostní tkáně pomocí perfúzního bioreaktoru. Perfuze média přes tkáňový nosič zlepšuje transport živin a současně vytváří smykové tření, napodobující in vivo podmínky. Tato práce zkoumala účinky rychlostí perfuzního toku na buněčnou životaschopnost, proliferaci, migraci a osteogenní diferenciaci lidských mezenchymálních kmenových buněk kultivovaných v 3D vlákenných nosičích připravených z poly-ε-kaprolaktonu. Nosiče byly vystaveny perfuzi po dobu 21 dnů při průtokových rychlostech 1, 3 a 5 ml/min a byly porovnány s nosiči kultivovanými ve statických podmínkách. Buňky kultivované při průtoku 1 ml/min vykazovaly ve srovnání se statickou kulturou vyšší životaschopnost, měly zvýšenou expresi osteogenního markeru kolagenu typu I a nejvyšší aktivitu alkalické fosfatázy. Nejvyšší buněčná proliferace ve srovnání se statickou kulturou byla sledována při průtoku 3 ml/min. Buňky kultivované v bioreaktoru pod průtokem 5 ml/min se v žádném ze zkoumaných parametrů významně nelišily od statické kultury. Migrace buněk do nosičů po vystavení perfuznímu proudění nebyla sledována. Tato data potvrzují, že...
|
|
|
Kompozitní pěnové nosiče pro tkáňové inženýrství kostí
Kuntová, Henrieta ; Rampichová, Michala (vedoucí práce) ; Krulová, Magdaléna (oponent)
Cílem mé práce bylo představit rychle se rozvíjející odvětví tkáňového inženýrství se zaměřením na regeneraci kosti. Tkáňové inženýrství představuje jednu z možných alternativ budoucí léčby kostních defektů způsobených úrazy a degenarativními onemocněními. Vzhledem k faktu, že současné způsoby léčby nejsou vždy optimální a vzhledem k rostoucí poptávce po transplantaci kostní tkáně mnoho laboratoří se snaží najít řešení pomocí speciálně připravených nosičů. Dnešním předmětem zájmu jsou kompozitní nosiče vzniklé převážně kombinacemi keramických a polymerních materiálů. Výhodou kompozitů je, že spojují elasticitu a tažnost polymeru s bioaktivitou a mechanickou tvrdostí keramiky, jejich spojením jsou eliminovány nevýhody každého z jednotlivých materiálů. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Biomimetické modifikace titanu v tkáňovém inženýrství kostí.
Krýslová, Markéta ; Filová, Elena (vedoucí práce) ; Rampichová, Michala (oponent)
V okamžiku, kdy dojde k poškození či opotřebení kloubů, je jedním z řešení problému umělá náhrada. Nahrazením postiženého kloubu endoprotézou dochází ke snížení bolesti a pacient může opět vést kvalitní život bez omezení pohybu. Při konstrukci implantátu je třeba splnit všechna specifická kritéria na vlastnosti materiálu. Důležitý je hlavně jeho povrch, který je přímo spojen s kostní tkání. Po implantaci materiálu do kosti se může objevit řada negativních efektů např. infekce, zánět či uvolnění implantátu v důsledku nedostatečné osteointegrace. A právě vhodnou modifikací povrchu materiálu by mohla být zkvalitněna a urychlena osteointegrace a následná regenerace kostní tkáně. Tato práce se zabývá vývojem a hodnocením moderních materiálů imitujících strukturu kosti, zejména nanodrsnost a přítomnost biomimetické složky, např. hydroxyapatitu. V samotném experimentu je hodnocena adheze, proliferace, viabilita, diferenciace a syntéza specifických proteinů lidských osteoblastů linie Saos-2 na titanu modifikovaném nanotubami a hydroxyapatitem v porovnání s nemodifikovaným titanem. Klíčová slova: titan, osteoblasty, nanotuby, hydroxyapatit, nanodrsnost
|
|
|
Detekce a vizualizace nativních a artificiálních chrupavčitých tkání biofyzikálními technikami
Rampichová, Michala ; Amler, Evžen (vedoucí práce) ; Rosina, Jozef (oponent) ; Kolářová, Hana (oponent)
Tkáňové inženýrství je rychle se vyvíjející obor využívající nosiče z přírodních nebo syntetických materiálů kombinovaných s buňkami a stimulačními látkami pro náhradu poškozené či chybějící tkáně. Při testování nosičů je potřeba dobře zhodnotit jejich kvality nezbytné pro růst buněk a jejich mechanickou podporu na místě určení. Cílem práce bylo vytvoření vhodného nosiče pro růst chondrocytů, jeho funkcionalizace a detekce buněk a proteinů mezibuněčné hmoty pomocí metod fluorescenční a konfokální mikroskopie. Vhodný nosič měl být otestován na velkém animálním modelu. V této práci bylo připraveno několik nosičů jak z přírodních, tak ze syntetických materiálů, a to ve formě mikrovláken, netkaných textilií, gelů a pěn. Nosiče byly osazeny buňkami a byla sledována buněčná adheze, proliferace a syntéza proteinů mezibuněčné hmoty. K vizualizaci buněk a mezibuněčné hmoty bylo použito metod fluorescenční a konfokální mikroskopie a druhé harmonické (SHG). Jako nosič pro implantaci do osteochondrálního defektu mini prasete byl použit gel na bázi fibrinu a hyaluronanu. Připravené nosiče vykazovaly biokompatibilitu, chondrocyty k nim dobře adherovaly a produkovaly proteiny mezibuněčné hmoty. Mikrovlákenný nosič z PHEMA byl navíc obohacen o liposomy obsahující fetální bovinní sérum. Tento systém řízeného dodávání látek...
|
|
|
Cell-free scaffolds functionalized with bioactive compounds in bone tissue engineering
Lukášová, Věra ; Rampichová, Michala (vedoucí práce) ; Hubálek Kalbáčová, Marie (oponent) ; Libusová, Lenka (oponent)
Velká očekávání kladena na oblast tkáňového inženýrství směřují vědecké úsilí směrem k vývoji bezbuněčných nosičů. Bezbuněčné nosiče slouží jako dočasná výplň defektů kritické velikosti, které se nehojí spontánně. Doposud však nebyl vyroben nosič o vhodném složení. Modifikace bezbuněčných nosičů pomocí systému řízeného uvolňování léčiv aktivuje přirozené hojící procesy. Trombocyty jsou přírodním zdrojem růstových faktorů, chemokinů a cytokinů, které se účastní léčebné kaskády. Tento autologní zdroj bioaktivních látek je náhradou syntetických růstových faktorů. Cílem této doktorské práce je otestování bioaktivního bezbuněčného nosiče se systémem řízeného uvolňování léčiv, který by podpořil fyziologické hojení kostních defektů. Metoda odstředivého zvlákňování byla použita k výrobě vlákenných nosičů z poly-ε- caprolactonu (PCL). PCL nosiče byly funkcionalizovány různou koncentrací trombocytů. Bioaktivní látky uvolněné z aktivovaných trombocytů byly zachyceny ve vznikající trombinové síti, což následně umožnilo jejich postupné uvolňování. Bylo pozorováno zlepšení metabolické aktivity, proliferace a aktivity alkalické fosfatázy u MG-63 osteosarkomových buněk a lidských mesenchymálních kmenových buněk (hMSCs). Uvolňování bioaktivních látek po dvou týdnech dosáhlo fáze plató. Následně bylo testováno...
|
|
|
Koaxiální nanovlákna s inkorporovanými suplementy pro řízenou chondrogenní diferenciaci
Korbelová, Gabriela ; Rampichová, Michala (vedoucí práce) ; Vištejnová, Lucie (oponent)
Na poli regenerativní medicíny začíná být stále diskutovanější téma regenerace defektů chrupavky vzniklých ať už příčinou úrazu, či věkem podmíněnou degenerací. Možnost zajištění vhodného prostředí pro buněčnou adhezi, proliferaci, diferenciaci a lokální působení bioaktivních látek nabízejí nanovlákenné nosiče, které svojí strukturou napodobují extracelulární matrix (ECM) hyalinní chrupavky. Tyto nosiče jsou implantovány do pacienta osazené autologními chondrocyty. Pro získání jejich dostatečného množství, musí být po izolaci z pacienta namnoženy in vitro. Chondrocyty však při kultivaci na 2D prostředí kultivačního plastu rychle dediferencují a ztrácí tak schopnost syntetizovat molekuly ECM. Cílem práce byla modulace chondrogenního diferenciačního média - nalezení ideální koncentrace chondrogenních suplementů L-askorbátu-2-fosfátu (A2P) a dexametazonu (DEX) při kultivaci primárních chondrocytů na nanovlákenném poly-Ɛ-kaprolaktonovém (PCL) nosiči. Byl studován vliv různých koncentrací chondrogenních suplementů na adhezi chondrocytů na nosič, jejich proliferaci a diferenciaci po dobu 21 dnů. Byl studován vliv samotných suplementů v médiu, jejich synergický účinek s ostatními chondrogenními suplementy a nakonec byly A2P a DEX uzavřeny do samotných PCL vláken. Bylo prokázáno, že A2P má pozitivní vliv...
|
|
|
Koaxiální nanovlákna s inkorporovanými suplementy pro řízenou chondrogenní diferenciaci
Korbelová, Gabriela ; Rampichová, Michala (vedoucí práce) ; Vištejnová, Lucie (oponent)
Na poli regenerativní medicíny začíná být stále diskutovanější téma regenerace defektů chrupavky vzniklých ať už příčinou úrazu, či věkem podmíněnou degenerací a dalšími faktory (např. u osteoporózy). Možnost zajištění vhodného prostředí pro buněčnou adhezi, proliferaci diferenciaci a lokální působení bioaktivních látek nabízejí nanovlákenné nosiče, které svojí strukturou napodobují extracelulární matrix (ECM) hyalinní chrupavky a mají tak potenciál v léčbě chrupavčitých defektů. Cílem práce byla modulace chondrogenního diferenciačního média - nalezení ideální koncentrace chondrogenních suplementů askorbátu-2-fosfátu a dexametazonu při kultivaci primárních chondrocytů prasečího původu na nanovlákenném polykaprolaktonovém nosiči (PCL). Byl studován vliv různých koncentrací chondrogenních suplementů na adhezi chondrocytů na nosič, jejich proliferaci a diferenciaci. Nejprve byl studován vliv samotných suplementů v médiu, později jejich vliv při působení dalších chondrogenních faktorů a nakonec byly suplementy uzavřeny přímo do vláken, ze kterých se uvolňovaly. Suplementy byly studovány během 21 denních experimentů. Nejlépe indukovala chondrogenní rediferenciaci skupina PLM obsahující dvojnásobné koncentrace chondrogenních suplementů ve standartním diferenciačním médiu. Suplementy byly u skupiny PLM...
|
|
|
Růstové faktory a jiné bioaktivní látky pro indukci osteogenní diferenciace mezenchymálních kmenových buněk
Blahnová, Veronika ; Rampichová, Michala (vedoucí práce) ; Vandrovcová, Marta (oponent)
Hlavní funkcí mezenchymálních kmenových buněk v organismu je zajišťovat obnovu a regeneraci poškozených tkání. Je jim přisuzována schopnost diferencovat do tkání původem z mezodermu, kam kromě jiného patří i pojiva. Díky této vlastnosti jsou objektem intenzivního zkoumání. Jednotlivé směry diferenciace je možné navodit působením specifických polypeptidů, tzv. růstových faktorů. V oblasti tkáňového inženýrství jsou růstové faktory využívány k indukci a urychlení procesů hojení. Mohou být inkorporovány do nanovlákenného nosiče vkládaného do místa defektu. Buňky v této oblasti by tak byly stimulovány jednak okolním mikroprostředím a zároveň by byl zajištěn přísun růstových faktorů ovlivňujících metabolismus, motilitu a diferenciaci buněk. K navození osteogenní diferenciace lidských MSC byly použity růstové faktory TGF-β, bFGF, HGF, IGF-1, VEGF a BMP-2 a organická kyselina taurin. Po dobu 21 dní trvajících experimentů byly tyto látky přidávány k buňkám v různých kombinacích a v případě taurinu také ve dvou různých koncentracích. Buňky byly kultivovány na plastiku. Nejlepší efekt na buněčný metabolismus MSC hodnocený MTS testem měly růstové faktory TGF-β a bFGF přidávané do media buď samostatně nebo zkombinované. Metabolickou aktivitu naopak snižovaly VEGF, HGF a 20 mM taurin. Stimulační vliv na...
|
|
|
Kompozitní pěnové nosiče pro tkáňové inženýrství kostí
Kuntová, Henrieta ; Rampichová, Michala (vedoucí práce) ; Krulová, Magdaléna (oponent)
Cílem mé práce bylo představit rychle se rozvíjející odvětví tkáňového inženýrství se zaměřením na regeneraci kosti. Tkáňové inženýrství představuje jednu z možných alternativ budoucí léčby kostních defektů způsobených úrazy a degenarativními onemocněními. Vzhledem k faktu, že současné způsoby léčby nejsou vždy optimální a vzhledem k rostoucí poptávce po transplantaci kostní tkáně mnoho laboratoří se snaží najít řešení pomocí speciálně připravených nosičů. Dnešním předmětem zájmu jsou kompozitní nosiče vzniklé převážně kombinacemi keramických a polymerních materiálů. Výhodou kompozitů je, že spojují elasticitu a tažnost polymeru s bioaktivitou a mechanickou tvrdostí keramiky, jejich spojením jsou eliminovány nevýhody každého z jednotlivých materiálů. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Biomimetické modifikace titanu v tkáňovém inženýrství kostí.
Krýslová, Markéta ; Filová, Elena (vedoucí práce) ; Rampichová, Michala (oponent)
V okamžiku, kdy dojde k poškození či opotřebení kloubů, je jedním z řešení problému umělá náhrada. Nahrazením postiženého kloubu endoprotézou dochází ke snížení bolesti a pacient může opět vést kvalitní život bez omezení pohybu. Při konstrukci implantátu je třeba splnit všechna specifická kritéria na vlastnosti materiálu. Důležitý je hlavně jeho povrch, který je přímo spojen s kostní tkání. Po implantaci materiálu do kosti se může objevit řada negativních efektů např. infekce, zánět či uvolnění implantátu v důsledku nedostatečné osteointegrace. A právě vhodnou modifikací povrchu materiálu by mohla být zkvalitněna a urychlena osteointegrace a následná regenerace kostní tkáně. Tato práce se zabývá vývojem a hodnocením moderních materiálů imitujících strukturu kosti, zejména nanodrsnost a přítomnost biomimetické složky, např. hydroxyapatitu. V samotném experimentu je hodnocena adheze, proliferace, viabilita, diferenciace a syntéza specifických proteinů lidských osteoblastů linie Saos-2 na titanu modifikovaném nanotubami a hydroxyapatitem v porovnání s nemodifikovaným titanem. Klíčová slova: titan, osteoblasty, nanotuby, hydroxyapatit, nanodrsnost
|
host ::
RSS.