|
|
Biomolecular corona of Si and Au nanoparticles and its impact on interaction with cells
Javorová, Pavlína ; Hubálek Kalbáčová, Marie (vedoucí práce) ; Fišer, Radovan (oponent)
Biologická odpoveď na prítomnosť zlatých a kremíkových nanočastíc je intenzívne študovanou oblasťou. Veľmi málo sa ale vie o vplyve ultramalých a malých nanočastíc. Vďaka unikátnym chemicko-fyzikálnym vlastnostiam, ktoré vo veľkej miere súvisia s ich rozmermi sú nanočastice schopné špecifickej interakcie so živým organizmom až na molekulárnej úrovni. Po vstupe nanočastice do komplexného fyziologického prostredia dochádza k adsorbcii molekúl tohto prostredia, prevažne proteínových, k povrchu nanočastice a vytváraniu polymérneho obalu, biomolekulárnej korony. Predpokladá sa, že prvý kontakt nanočastíc s bunkami je sprostredkovaný práve molekulami biokorony na ich povrchu, ktoré majú významnú úlohu aj v ďalších krokoch interakcie komplexu nanočastica-biokorona s bunkou. Popis vzniku a štruktúry biokorony sú preto rovnako dôležitými ako popis samotnej nanočastice. Nanočastice vstupujú a sú internalizované do vnútra bunky a bunkových kompartmentov rovnakými mechanizmami ako využívajú molekuly a látky prirodzene v organizme. Trocha odlišne sa správajú ultramalé a malé nanočastice, ktorých interakcie s bunkami zatiaľ nie sú dobre preskúmané. Odpoveď cicavčích buniek na prítomnosť ultramalých nanočastíc je rôzna a výskumy zatiaľ neodhalili jednotné pravidlá v tejto oblasti. Dôvodom sú pravdepodobne...
|
|
|
Biokompatibilita platformy tvořené diamantovými částicemi s nervovými buňkami.
Gottfriedová, Kristýna ; Benson, Veronika (vedoucí práce) ; Hubálek Kalbáčová, Marie (oponent)
Existuje mnoho typů platforem, které jako povrch, bezprostředně interagující s buňkami, využívají diamant. Hlavní rozdíly jsou v typu použitých diamantů. Jedná se o nanodiamanty a ultrananokrystalické diamanty, které mohou být různě strukturované a také dopované o atomy boru. Ačkoli by pravděpodobně bylo hezké, kdyby na platformách nemusela být žádná povrchová úprava. Podle výsledků výzkumů to nevypadá jako lehký úkol, výzkum v tomto směru probíhá, ale zatím bez významných úspěchů. Nejlepších výsledků se při kultivaci buněk na platformách dosahuje, když je povrch potažen alespoň částečkami molekul extracelulární matrix. Jako o trošku méně účinné se jeví využití molekul, které na základě elektrostatických sil navodí adhezi buňky. Jedná se například o molekulu lysinu. Dalším krokem ve výzkumu je ověření, zda povrchy, které se v první fázi zkoumání jevily jako biokompatibilní, budou i po dopování stále optimální pro růst buněk. Z níže uvedených výzkumů zatím vyplývá, že například dopování nanodiamantu borem nemá významný vliv na prosperitu buněk. Klíčová slova nanodiamant, nervová buňka, biokompatibilita, mikroelektrodové pole
|
|
|
Studium interakce buněk s biomimetickým materiálem a jeho využití v biomedicíně
Sauerová, Pavla ; Hubálek Kalbáčová, Marie (vedoucí práce) ; Vandrovcová, Marta (oponent) ; Jendelová, Pavla (oponent)
Biomateriály jsou považovány za velmi slibné nástroje pro regenerativní medicínu. Mají kompenzační nebo podpůrnou funkci v organismu a jsou často vyvíjeny k podpoře specifických konvenčních léčebných postupů. Takzvané biomimetické materiály jsou vyvíjeny tak, aby napodobily přirozené prostředí organismu a indukovaly pozitivní přirozené reakce vlastní organismu. Podstatnou součástí vývoje biomateriálu je in vitro biologické hodnocení, které charakterizuje (často poprvé) potenciál vytvořeného materiálu pro klinické využití. Tato Ph.D. práce se zabývá in vitro biologickým hodnocením tří různých biomimetických materiálů. Ve všech třech případech bylo komplexní hodnocení nedílnou součástí procesů vývoje a optimalizace materiálu. Každý materiál byl in vitro charakterizována na úrovni interakce buňka-materiál s ohledem na zamýšlenou specifickou aplikaci. V první části práce je charakterizována reakce buněk na potenciální "drug delivery" systém založený na bázi koloidních komplexů kationických surfaktantů s kyselinou hyaluronovou (HyA). Práce popisuje protektivní účinek HyA, ale také jeho limity, a potvrzuje úlohu fetálního bovinního séra (FBS) v buněčné odezvě na stresové stimuly. Výsledky ukázaly, že komplexy surfaktantů a HyA jsou slibné "drug delivery" systémy. Ve druhé části práce jsou hodnoceny...
|
|
|
Studium vlastností virových kapsidových proteinů a vývoj rekombinantních vakcín a diagnostických komponent založených na umělých virových strukturách
Fraiberk, Martin ; Forstová, Jitka (vedoucí práce) ; Hubálek Kalbáčová, Marie (oponent) ; Hejnar, Jiří (oponent)
Cílem této studie bylo vytvořit systém pro snadnou produkci různých veterinárních chimérických vakcín založených na stabilních strukturách myšího polyomaviru (MPyV). Systém je určen pro antigeny, které jsou problematické z hlediska produkce nebo stability. Nejprve byly navrženy univerzální vektory pro bakulovirovou produkci chimérických, viru podobných částic (VLPs) nebo pentamer založených na hlavním kapsidovém proteinu VP1 MPyV, k jejich využití jako vakcíny proti jiným patogenům. Různé strategie použité v této studii jsou založené na: A) vystavení vybraných imunogenních epitopů na povrchu VLPs MPyV jejich inzercí do povrchové smyčky proteinu VP1, B) inzerci cizorodých peptidů a proteinů dovnitř VLPs nebo C) fúzi cizorodého proteinu nebo jeho částí s C-koncem proteinu VP1, a tedy vytvoření pentamer chimérického proteinu. Kandidátní vakcinační antigeny proti prasečímu cirkoviru typu 2 (PCV2), původci systémových chorob spojených s PCV2 (PCV2-SD), který způsobuje významné ekonomické ztráty v chovech prasat, byly připraveny pomocí zkonstruovaných vektorů. Všechny kandidátní vakcíny byly po imunizaci myší schopny indukovat produkci protilátek proti kapsidovému proteinu PCV2. Kandidátní vakcína VarC založená na fúzním kapsidovém proteinu MPyV a PCV2 dokázala indukovat produkci protilátek s nejvyšší...
|
|
|
Adhesion, growth and differentiation of osteoblasts and mesenchymal stromal cells on biocompatible nanomaterial surfaces
Brož, Antonín ; Hubálek Kalbáčová, Marie (vedoucí práce) ; Černý, Jan (oponent) ; Kylián, Ondřej (oponent)
Tato dizertační práce je založena na článcích popisujících základní výzkum uhlíkových nanomateriálů pro možné užití v biomedicíně. Cílem této práce bylo popsat způsob, kterým lidské osteoblasty (linie SAOS-2) a primární lidské mesenchymální kmenové buňky (hMSC) adherují, rostou a jak se chovají na povrchu několika uhlíkových alotropů - nanokrystalickém diamantu (NCD), filmu z jednostěnných uhlíkových nanotub (SWCNT) a grafenu. Využití uhlíku jako základního materiálu slibovalo vysokou biokompatibilitu a možnost užitečných modifikací povrchu. NCD měl upravenou nanotopografii povrchu (nanodrsnost a nanostrukturování suchým leptáním). Všechny materiály měly pak upravenou povrchovou atomární terminaci kyslíkem a vodíkem, která mění povrchovou elektrickou vodivost, povrchový náboj a smáčivost. Bylo předpokládáno, že terminace může mít také vliv na buněčnou adhezi a proliferaci. Ukázalo se, že studované materiály je vskutku možné použít jako substrát pro kultivaci výše zmíněných adherentních buněčných typů. Různé nanodrsnosti povrchu NCD měly rozdílný vliv na adhezi a metabolickou aktivitu diferencovaných SAOS-2 a nediferencovaných hMSC. Nanostrukturování NCD ovlivnilo formování fokálních adhezí buněk. Povrchové terminace NCD a dalších studovaných nanomateriálů v součinnosti s proteiny fetálního...
|
|
|
Effects of silicon nanoparticles on human cells
Bělinová, Tereza ; Hubálek Kalbáčová, Marie (vedoucí práce) ; Janoušková, Olga (oponent)
V posledních několika letech byly nanočástice studovány, jako možná platforma pro využití v biomedicíně. Pro určení správného aplikačního potenciálu těchto materiálů, je nejprve nutno charakterizovat jejich vliv na biologické systémy. Bylo studováno několik typů nanočástic na bázi křemíku s ohledem na jejich vliv na metabolickou aktivitu lidských buněk, jmenovitě osteoblastové (SAOS-2) a monocytární (THP-1) linie. Získané výsledky naznačují, že vliv částic na buňky je úzce svázán s kultivačními podmínkami, ve kterých jsou částice buňkám představeny. Navíc bylo provedeno několik mikroskopických experimentů za účelem lokalizace částic v buňkách. Konvenční mikroskopické metody se ovšem v tomto případě ukázaly značně limitující. Klíčová slova: křemíkové nanočástice, kvantové tečky, interakce buňka-částice, cytotoxicita
|
|
|
The effect of carbon nanostructures on human cell behavior and the role of fetal bovine serum in cell adhesion
Verdánová, Martina ; Hubálek Kalbáčová, Marie (vedoucí práce) ; Brábek, Jan (oponent) ; Smetana, Karel (oponent)
Uhlíkové alotropy - grafen (G) a nanokrystalický diamant (NCD) - patří mezi nadějné nanomateriály vynikající výjimečnou kombinací vlastností jako jsou vysoká mechanická pevnost, elektrická a tepelná vodivost, možnost funkcionalizace a velký poměr povrchu k objemu. Z těchto důvodů jsou G and NCD využívány kromě elektroniky také v biomedicínských aplikacích zahrnujících potahování implantátů, dopravu léčiv a genů do buněk a biosenzory. Za účelem základní charakterizace chování buněk na G a NCD byla studována adheze a proliferace osteoblastů na těchto materiálech, které byly různě upravené. Obecně lze říci, že G a NCD sloužily jako lepší substrát pro kultivaci osteoblastů než kontrolní polystyren speciálně upravený pro kultivaci buněk. Lepší adheze buněk, ale nižší proliferace, byla pozorována na NCD ve srovnání s G. Nejvíce překvapivé bylo zjištění, že hydrofobní G s nanostrukturovaným povrchem výrazně více podporoval proliferaci buněk ve srovnání s hydrofilním a plochým G a s oběma NCD (hydrofobním i hydrofilním), které měly mírně drsnější povrch. Díky zvýšené proliferaci buněk může dojít k rychlejšímu osídlení G a NCD buňkami a díky tomu k rychlejší tvorbě nové tkáně, což je žádoucí v biomedicínských aplikacích. Dále bylo ukázáno, že adheze osteoblastů byla zvýšena za počáteční nepřítomnosti...
|
|
|
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...
|
|
|
Využití nanočástic v bio-medicíně.
Bělinová, Tereza ; Hubálek Kalbáčová, Marie (vedoucí práce) ; Beranová, Jana (oponent)
V posledních letech jsou nanočástice různého původu využívány v biomedicíně. Jejich interakce s buňkami jsou však stále velkým otazníkem a je tedy nutné další důkladné prozkoumání jejich vlastností, vstupu a pohybu po buňce a případného opuštění buňky, aby bylo možné určit nejvhodnější částice pro zobrazovací účely a také pro případné terapeutické účely. Jedním ze směrů pro výzkum využití nanočástic v biomedicíně je zkoumání křemíkových nanočástic a nanodiamantů, které jsou vhodné díky svým vlastnostem (možnost přirozené fluorescence), vysoké biokompatabilitě a v případě křemíkových nanočástic i degradabilitě.
|
|
|
Nanotechnology in the intensive care: Intravascular biocompatibility of carbon nanomaterials-effect of carbon nanotubes on blood platelets
Šemberová, Jana ; Straňák, Zbyněk (vedoucí práce) ; Dyr, Jan (oponent) ; Hubálek Kalbáčová, Marie (oponent)
Nanotechnologie v intenzivní péči: Intravaskulární biokompatibilita uhlíkových nanomateriálů - uhlíkové nanotuby a krevní destičky Uhlíkové nanotuby patří v současnosti mezi nejdůležitější nanomateriály využívané v biologii a medicíně. Vyznačují se unikátními mechanickými a fyzikálně-chemickými vlastnostmi, jako je vysoká pevnost, pružnost a výborná vodivost při minimálníich rozměrech. To z nich dělá velmi atraktivní materiály pro použití v různých oblastech biomedicíny, z nichž mnohá zahrnují přímý kontakt s krví a přítomnost nanotub v intravaskulárním prostředí. V organismu se však mohou ocitnout i z jiné příčiny - po průniku tkáněmi z kontaminovaného okolního prostředí. Výzkum intravaskulární biokompatibility těchto materiálů je tedy klíčový pro zajištění bezpečnosti jejich dalšího praktického použití. V naší studii jsme se věnovali vlivu strukturálně odlišných uhlíkových nanotub na krevní destičky a porovnávali ho s efektem nanočástic amorfního uhlíku, fullerenu C60, fullerenolu C60(OH)24 a polystyrenových nanokuliček o standardní velikosti. Agregometrií jsme prokázali , že uhlíkové nanotuby způsobují agregaci krevních destiček v lidské plasmě, přičemž míra agregace rostla s koncentrací nanotub. Polystyrenové nanokuličky a ani fulleren, jehož molekula má kulovitý tvar, agregaci krevních...
|
host ::
RSS.