|
|
Preparation and characterization of nanostructured resorbable substitutes for accelerated skin healing
Kacvinská, Katarína ; Muchová, Johana (oponent) ; Vojtová, Lucy (vedoucí práce)
Together with the increasing demands on the quality of treatment in the field of burn and plastic surgery, there is the possibility of applying new technological solutions in the treatment of defects with full loss of skin thickness. This thesis deals with a preparation of a nanostructured bilayer scaffold for skin tissue engineering, which substitutes a skin dermis (lower porous layer) and a basal membrane (upper nanofibrous thin layer)). The porous layer is based on collagen, which is also characterized in presence of different polysaccharide additives: chitosan, oxidized cellulose calcium salt (CaOC), carboxymethyl cellulose sodium salt (NaCMC)), as well as a dopamine and fibroblast growth factor (FGF) addition, in order to improve biomechanical properties, regulate and promote skin healing. Thin nanofibers layer consists of electrospun gelatin in combination with polycaprolactone (PCL) and CaOC. Two different fabrication mechanisms differing in cross-linking between the porous and nanofibrous layer are proposed. The scaffolds were evaluated in terms of biomechanical, structural and in-vitro properties. A uniaxial strain test has shown that the upper nanofibrous layer provides mechanical support, which is significantly enhanced with the polydopamine (PDA)-coated surface. Swelling test of porous layer showed adequate spaces to allow cells infiltration, what has been shown as decrease in presence of PDA. Degradation with collagenase and lysozyme has shown significant time prolongation and also proliferation and viability of the mouse fibroblast cells seeded on the scaffolds were significantly enhanced with PDA and FGF modification. Novel nanostructured bilayer scaffold possess good biomechanical properties and exhibis potential in skin tissue engineering by allowing cells to adhere, proliferate and generate expracellular matrix.
|
|
|
Modification of hydrogel wound dressings by biological active agents
Štrublová, Veronika ; Říhová, Martina (oponent) ; Vojtová, Lucy (vedoucí práce)
The aim of the work is to design and prepare inexpensive hydrogel wound dressing which will protect the wound from microbial infection and will accelerate the healing process. The theoretical part summarises both natural and synthetic polymers, antibacterial and pro-healing agents which are widely used in the biomedical applications. It also contains a brief overview of the phases of the wound healing process. Experimental part of proposed thesis deals with the preparation and characterisation of hydrogel wound dressings with a porous structure consisting of both natural and synthetic polymers including natural polysaccharide Gum Karaya (GK), poly(vinyl alcohol) and poly(ethylene glycol). Prepared freeze-dried hydrogel wound dressings were enriched with selected biological agents – antibacterial selenium nanoparticles and fibroblast growth factor FGF2 representing wound healing protein. A range of physio-chemical techniques was employed to characterised freeze-dried hydrogel dressings. Fourier-transformed infrared spectroscopy with attenuated total reflectance (ATR-FTIR) was used to determinate changes in the chemical structure, biomechanical properties at physiological conditions were evaluated by tensile testing using dynamic-mechanical analysis, morphology was characterised by scanning electron microscopy (SEM) and swelling properties of prepared samples were evaluated by a suitable gravimetric method. Evaluation of antimicrobial properties of GK was carried out by the agar diffusion disk method and the microdilution broth method. Cytotoxicity was quantified based on A) estimating the number of live and dead cells in the extract of GK hydrogel dressings and B) measuring cell proliferation by resazurin assay. In vivo wound healing evaluation were performed in cooperation with Veterinary Research Institute Brno on Large white pig as an animal model. Based on results, samples containing glycerol proved excellent biomechanical properties in both dry and hydrated state. The antimicrobial testing showed the positive synergic effect of GK and selenium nanoparticles on microbial inhibition of all tested G+ strains. In vitro and in vivo evaluation proved enhanced healing ability of the material without causing toxicity to cells. Therefore, novel porous and very stable hydrogel wound dressings are promising materials that can be used in biomedical applications mainly for moist wound healing.
|
|
|
Příprava růstového faktoru TGF-β3 s coiled-coil kotvou
Otépka, Tomáš ; Vaněk, Ondřej (vedoucí práce) ; Kubíčková, Božena (oponent)
Růstové faktory představují skupinu významných látek metabolismu organismů. Jedná se o signální molekuly, které kontrolují aktivitu buňky na endokrinní, parakrinní nebo autokrinní úrovni. Jsou klíčovým prostředníkem vázajícím se na receptory buňky, čímž spouští kaskádu reakcí vedoucí k regulaci genetické transkripce v jádře buňky a stimulaci buněčné odpovědi. Růstové faktory ovlivňují řadu fyziologických funkcí jako buněčnou proliferaci, diferenciaci a hojení tkání. Využití růstových faktorů se nabízí například v regenerativní medicíně. Za obdobným účelem byla zahájena výzkumná práce na přípravu růstového faktoru TGF-β3 s možným připojením na polymerní nosič pomocí coiled-coil kotvy. Tato práce se zabývá rekombinantní produkcí TGF-β3, resp. jeho obdoby spojené s peptidem asociovaným s latencí (LAP) a aplikací některé z technik, která by byla využitelná pro záměr této práce, tedy k připojení proteinu k polymernímu nosiči na bázi aminokyselin. Vzhledem ke strukturní komplexitě, se kterou se růstové faktory fyziologicky z buněk uvolňují, příprava růstových faktorů s coiled-coil kotvou in vitro představuje na poli rekombinantní exprese proteinů neprobádanou výzvu. V našem expresním systému buněčné linie HEK293T bylo možné připravit latentní formu LAP-TGF-β3, pro niž byla ověřena biologická aktivita na...
|
|
|
Modification of hydrogel wound dressings by biological active agents
Štrublová, Veronika ; Říhová, Martina (oponent) ; Vojtová, Lucy (vedoucí práce)
The aim of the work is to design and prepare inexpensive hydrogel wound dressing which will protect the wound from microbial infection and will accelerate the healing process. The theoretical part summarises both natural and synthetic polymers, antibacterial and pro-healing agents which are widely used in the biomedical applications. It also contains a brief overview of the phases of the wound healing process. Experimental part of proposed thesis deals with the preparation and characterisation of hydrogel wound dressings with a porous structure consisting of both natural and synthetic polymers including natural polysaccharide Gum Karaya (GK), poly(vinyl alcohol) and poly(ethylene glycol). Prepared freeze-dried hydrogel wound dressings were enriched with selected biological agents – antibacterial selenium nanoparticles and fibroblast growth factor FGF2 representing wound healing protein. A range of physio-chemical techniques was employed to characterised freeze-dried hydrogel dressings. Fourier-transformed infrared spectroscopy with attenuated total reflectance (ATR-FTIR) was used to determinate changes in the chemical structure, biomechanical properties at physiological conditions were evaluated by tensile testing using dynamic-mechanical analysis, morphology was characterised by scanning electron microscopy (SEM) and swelling properties of prepared samples were evaluated by a suitable gravimetric method. Evaluation of antimicrobial properties of GK was carried out by the agar diffusion disk method and the microdilution broth method. Cytotoxicity was quantified based on A) estimating the number of live and dead cells in the extract of GK hydrogel dressings and B) measuring cell proliferation by resazurin assay. In vivo wound healing evaluation were performed in cooperation with Veterinary Research Institute Brno on Large white pig as an animal model. Based on results, samples containing glycerol proved excellent biomechanical properties in both dry and hydrated state. The antimicrobial testing showed the positive synergic effect of GK and selenium nanoparticles on microbial inhibition of all tested G+ strains. In vitro and in vivo evaluation proved enhanced healing ability of the material without causing toxicity to cells. Therefore, novel porous and very stable hydrogel wound dressings are promising materials that can be used in biomedical applications mainly for moist wound healing.
|
|
|
Exprese vaskulárního endotelového růstového faktoru a jeho využití v cévním tkáňovém inženýrství
Mikulová, Barbora ; Konvalinka, Jan (vedoucí práce) ; Hlouchová, Klára (oponent)
Tato práce se zabývá expresí vaskulárního endotelového růstového faktoru (vascular endothelial growth factor, VEGF) a jeho využitím v tkáňovém inženýrství cévní stěny. V průběhu práce byla sledována interakce endotelových buněk s modifikovaným biomateriálem na bázi fibrinu, do kterého byl inkorporován růstový faktor cévního endotelu (VEGF-A121). Tato modifikace podpořila adhezi a růst endotelových buněk. Vaskulární endotelový růstový faktor VEGF-A121 je signální glykoprotein, který aktivuje transmembránové receptory na endotelových buňkách. VEGF-A121 je klíčovým regulátorem při vaskulogenezi, angiogenezi, proliferaci, migraci a přežití endotelových buněk. V rámci této práce byl tento protein heterologně exprimován s fúzním partnerem thioredoxinem v expresním systému E. coli Origami B (DE3). Rekombinantní VEGF-A121 byl navíc koexprimován s bakteriálními chaperony GroEL/GroES pro možné zvýšení jeho rozpustnosti a biologické aktivity. V další části této práce byla na povrchu polystyrenu katalytickým působením trombinu navázaným na adsorbovanou monovrstvu fibrinogenu připravena tenká fibrinová síť. Takováto síť byla dále obohacena o růstový faktor cévního endotelu (VEGF-A121), který do ní byl kovalentně inkorporován pomocí enzymové aktivity transglutaminasy (faktoru XIIIa). Poslední část je věnována...
|
|
| |
|
|
Exprese vaskulárního endotelového růstového faktoru a jeho využití v cévním tkáňovém inženýrství
Mikulová, Barbora
Tato práce se zabývá expresí vaskulárního endotelového růstového faktoru (vascular endothelial growth factor, VEGF) a jeho využitím v tkáňovém inženýrství cévní stěny. V průběhu práce byla sledována interakce endotelových buněk s modifikovaným biomateriálem na bázi fibrinu, do kterého byl inkorporován růstový faktor cévního endotelu (VEGF-A121). Tato modifikace podpořila adhezi a růst endotelových buněk. Vaskulární endotelový růstový faktor VEGF-A121 je signální glykoprotein, který aktivuje transmembránové receptory na endotelových buňkách. VEGF-A121 je klíčovým regulátorem při vaskulogenezi, angiogenezi, proliferaci, migraci a přežití endotelových buněk. V rámci této práce byl tento protein heterologně exprimován s fúzním partnerem thioredoxinem v expresním systému E. coli Origami B (DE3). Rekombinantní VEGF-A121 byl navíc koexprimován s bakteriálními chaperony GroEL/GroES pro možné zvýšení jeho rozpustnosti a biologické aktivity. V další části této práce byla na povrchu polystyrenu katalytickým působením trombinu navázaným na adsorbovanou monovrstvu fibrinogenu připravena tenká fibrinová síť. Takováto síť byla dále obohacena o růstový faktor cévního endotelu (VEGF-A121), který do ní byl kovalentně inkorporován pomocí enzymové aktivity transglutaminasy (faktoru XIIIa). Poslední část je věnována...
|
|
|
Preparation and characterization of nanostructured resorbable substitutes for accelerated skin healing
Kacvinská, Katarína ; Muchová, Johana (oponent) ; Vojtová, Lucy (vedoucí práce)
Together with the increasing demands on the quality of treatment in the field of burn and plastic surgery, there is the possibility of applying new technological solutions in the treatment of defects with full loss of skin thickness. This thesis deals with a preparation of a nanostructured bilayer scaffold for skin tissue engineering, which substitutes a skin dermis (lower porous layer) and a basal membrane (upper nanofibrous thin layer)). The porous layer is based on collagen, which is also characterized in presence of different polysaccharide additives: chitosan, oxidized cellulose calcium salt (CaOC), carboxymethyl cellulose sodium salt (NaCMC)), as well as a dopamine and fibroblast growth factor (FGF) addition, in order to improve biomechanical properties, regulate and promote skin healing. Thin nanofibers layer consists of electrospun gelatin in combination with polycaprolactone (PCL) and CaOC. Two different fabrication mechanisms differing in cross-linking between the porous and nanofibrous layer are proposed. The scaffolds were evaluated in terms of biomechanical, structural and in-vitro properties. A uniaxial strain test has shown that the upper nanofibrous layer provides mechanical support, which is significantly enhanced with the polydopamine (PDA)-coated surface. Swelling test of porous layer showed adequate spaces to allow cells infiltration, what has been shown as decrease in presence of PDA. Degradation with collagenase and lysozyme has shown significant time prolongation and also proliferation and viability of the mouse fibroblast cells seeded on the scaffolds were significantly enhanced with PDA and FGF modification. Novel nanostructured bilayer scaffold possess good biomechanical properties and exhibis potential in skin tissue engineering by allowing cells to adhere, proliferate and generate expracellular matrix.
|
|
|
Diferenciace mezenchymálních kmenových buněk
Červenková, Michaela ; Krylov, Vladimír (vedoucí práce) ; Čermák, Lukáš (oponent)
I dnes existuje řada chorob, které nejsme schopni úspěšně léčit. Pro část z nich se jeví jako perspektivní buněčná terapie prostřednictvím aplikace kmenových buněk. Mezenchymální kmenové buňky (MSCs) jsou multipotentní kmenové buňky, které můžeme izolovat nejčastěji z kostní dřeně a tukové tkáně. Jejich výhodou oproti embryonálním kmenovým buňkám je nižší riziko tumorogeneze a také menší etické problémy spjaté s jejich získáváním. Další výhodou MSCs jsou jejich imunomodulační schopnosti a možnost je transplatnovat autologně. Mezenchymální kmenové buňky diferencují primárně po mezodermální linii, tedy do osteocytů, chondrocytů a adipocytů. Je ale možné dosáhnout diferenciace MSCs i do některých buněčných typů původem z ektodermu a entodermu. Tato bakalářská práce je zaměřena na charakterizaci mezenchymálních kmenových buněk a dále na diferenciaci do konkrétních buněčných typů. Zaobírá se faktory, které diferenciaci indukují a ovlivňují. Nalezení vhodných kombinací diferenciačních činidel a faktorů, stejně jako vytvoření bezpečných diferenciačních protokolů, je potřebné pro úspěšné využití mezenchymálních kmenových buněk v aplikované medicíně. Klíčová slova: mezenchymální kmenové buňky (MSCs), diferenciace, transkripční faktor, růstový faktor, multipotence
|
|
|
Exprese vaskulárního endotelového růstového faktoru a jeho využití v cévním tkáňovém inženýrství
Mikulová, Barbora ; Konvalinka, Jan (vedoucí práce) ; Hlouchová, Klára (oponent)
Tato práce se zabývá expresí vaskulárního endotelového růstového faktoru (vascular endothelial growth factor, VEGF) a jeho využitím v tkáňovém inženýrství cévní stěny. V průběhu práce byla sledována interakce endotelových buněk s modifikovaným biomateriálem na bázi fibrinu, do kterého byl inkorporován růstový faktor cévního endotelu (VEGF-A121). Tato modifikace podpořila adhezi a růst endotelových buněk. Vaskulární endotelový růstový faktor VEGF-A121 je signální glykoprotein, který aktivuje transmembránové receptory na endotelových buňkách. VEGF-A121 je klíčovým regulátorem při vaskulogenezi, angiogenezi, proliferaci, migraci a přežití endotelových buněk. V rámci této práce byl tento protein heterologně exprimován s fúzním partnerem thioredoxinem v expresním systému E. coli Origami B (DE3). Rekombinantní VEGF-A121 byl navíc koexprimován s bakteriálními chaperony GroEL/GroES pro možné zvýšení jeho rozpustnosti a biologické aktivity. V další části této práce byla na povrchu polystyrenu katalytickým působením trombinu navázaným na adsorbovanou monovrstvu fibrinogenu připravena tenká fibrinová síť. Takováto síť byla dále obohacena o růstový faktor cévního endotelu (VEGF-A121), který do ní byl kovalentně inkorporován pomocí enzymové aktivity transglutaminasy (faktoru XIIIa). Poslední část je věnována...
|
host ::
RSS.