|
|
Preparation and characterization of nanostructured resorbable substitutes for accelerated skin healing
Kacvinská, Katarína ; Muchová, Johana (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Spolu s narastajúcimi nárokmi na kvalitu liečby v oblasti popálenin a plastickej chirurgie existuje možnosť ako uplatniť nové technologické riešenie na liečbu porúch s celkovou stratou kožnej vrstvy. Diplomová práca sa zaoberá prípravou nanoštrukturovaného, dvojvrstvového skafoldu pre využitie v tkánivovom inžinierstve, ktorý nahrádza kožnú časť dermis (dolná porézna vrstva) a bazálnu membránu (horná a tenká nanovlákenná vrstva). Zákaldom dolnej pórovitej vrstvy je kolagén, charakterizovaný v prítomnosti ďalších polysacharidových aditív: chitosan, vápenatá soľ oxidovanej celulózy (CaOC), sodná soľ karboxymetylcelulózy (NaCMC). Zároveň prídavok dopamínu a fibroblastového rastového faktoru (FGF), s cieľom zlepšiť biomechanické vlastnosti, regulovať a podporovať hojenie kože. Tenká nanovlákenná vrstva je zložená zo želatíny, polycaprolaktónu (PCL) a CaOC. Sú navrhnuté dva rôzne mechnizmy prípravy skafoldu, ktoré sa odlišujú sa v prítomnosti sieťovaných a nesieťovaných nanovláken. Skafoldy boli charakterizované z hľadiska biomechanických, štruktúrnych vlastností a in vitro. Vrchná nanovlákenná vrstva poskytuje mechanickú podporu, ktorá je výrazne zvýšená prítomnosťou polydopamínu (PDA). Test botnania poréznej vrstvy skafoldu ukázal na dostatočne veľké póry, umožňujúce filtráciu buniek. Táto botnatosť bola znížená v prítomnosti PDA, ktorý má zároveň významný vplyv na časové predĺženie degrádácie v prítomnosti kolagenázy a lyzozýmu. Spolu s FGF výrazne podporil proliferizáciu a životaschopnosť myších fibroblastov. Nanoštrukturovaný, dvojvrstvový skafold má potenciál pre budúce aplikácie pri hojení rán, kedže sa vyznačuje dobrými mechanickými vlastnosťami a umožňuje bunkám adherovať, proliferovať a formovať extra celulárny matrix.
|
|
|
Modification of hydrogel wound dressings by biological active agents
Štrublová, Veronika ; Říhová, Martina (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Cílem práce je navrhnout a připravit cenově výhodný hydrogelový kryt ran, který bude chránit ránu před mikrobiální infekcí a urychlovat proces hojení. Teoretická část shrnuje jak přírodní, tak syntetické polymery, antibakteriální a pro-hojivá aditiva, která jsou široce používána v biomedicínských aplikacích. Obsahuje také krátký přehled jednotlivých fází hojení ran. Experimentální část předložené práce se zabývá přípravou a charakterizací hydrogelových krytů ran s porézní strukturou složených jak ze syntetických, tak přírodních polymerů zahrnujících přírodní polysacharid Gum Karaya (GK), polyvinylalkohol a polyethylenglykol. Připravené lyofilizované hydrogelové kryty ran byly obohaceny biologicky aktivními látkami – antibakteriálními nanočásticemi selenu a fibroblastovým růstovým faktorem FGF2, který představuje protein pro hojení ran. Pro charakterizaci lyofilizovaných hydrogelových krytů ran byla použita řada fyzikálně-chemických technik. Metoda zeslabeného úplného odrazu infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (ATR-FTIR) byla použita ke stanovení změn v chemické struktuře, biomechanické vlastnosti za fyziologických podmínek byly vyhodnoceny pomocí tahové zkoušky za použití dynamicko-mechanické analýzy, morfologie byla charakterizována skenovací elektronovou mikroskopií (SEM) a botnací vlastnosti připravených vzorků byly zjištěny vhodnou gravimetrickou metodou. K vyhodnocení antimikrobiálních vlastností GK byla použita jak mikrodiluční bujónová metoda, tak difúzní agarová disková metoda. Cytotoxicita bylo kvantifikována na základě A) počítání počtu živých a mrtvých buněk v extraktech z GK a B) měřením buněčné proliferace pomocí resazurinové eseje. In vivo testování proběhlo ve spolupráci s Výzkumným ústavem veterinárního lékařství na praseti bílém jako animálním modelu. Z výsledků vyplynulo, že vzorky obsahující glycerol vykazují vynikající mechanické vlastnosti jak za suchého, tak za mokrého stavu. Výsledky antibakteriálních testů ukázaly pozitivní synergický efekt GK a selenových nanočástic na inhibici růstu všech testovaných G+ kmenů. In vivo a in vitro testy prokázaly zvýšenou hojivou schopnost připravených materiálů bez způsobení cytotoxických reakcí. Nové porézní a velmi stabilní hydrogelové kryty ran jsou nadějnými materiály, které mohou být využity v biomedicínských aplikacích, především v oblastech vlhkého hojení ran.
|
|
|
Preparation of growth factor TGF-β3 with coiled-coil tag
Otépka, Tomáš ; Vaněk, Ondřej (advisor) ; Kubíčková, Božena (referee)
Growth factors represent a group of significant substances in the metabolism of organisms. They are signaling molecules that control cell activity at the endocrine, paracrine, or autocrine levels. They act as key mediators binding to cell receptors, triggering a cascade of reactions leading to the regulation of genetic transcription in the cell nucleus and stimulation of cellular response. Growth factors influence various physiological functions such as cell proliferation, cell differentiation, and tissue healing. The utilization of growth factors is evident, for example, in regenerative medicine. For a similar purpose, research has been initiated to prepare the growth factor TGF-β3 with the possibility of attaching it to a polymeric carrier using a coiled-coil tag. This work focuses on the recombinant production of TGF-β3 - its analog with a latency-associated peptide (LAP) - and the application of techniques applicable to the intention of this work, specifically, attaching the protein to a polymeric carrier based on amino acids. Given the structural complexity with which growth factors are physiologically released from cells, the preparation of growth factors with a coiled-coil tag in vitro represents an unexplored challenge in the field of recombinant protein expression. In our HEK293T cell line...
|
|
|
Modification of hydrogel wound dressings by biological active agents
Štrublová, Veronika ; Říhová, Martina (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Cílem práce je navrhnout a připravit cenově výhodný hydrogelový kryt ran, který bude chránit ránu před mikrobiální infekcí a urychlovat proces hojení. Teoretická část shrnuje jak přírodní, tak syntetické polymery, antibakteriální a pro-hojivá aditiva, která jsou široce používána v biomedicínských aplikacích. Obsahuje také krátký přehled jednotlivých fází hojení ran. Experimentální část předložené práce se zabývá přípravou a charakterizací hydrogelových krytů ran s porézní strukturou složených jak ze syntetických, tak přírodních polymerů zahrnujících přírodní polysacharid Gum Karaya (GK), polyvinylalkohol a polyethylenglykol. Připravené lyofilizované hydrogelové kryty ran byly obohaceny biologicky aktivními látkami – antibakteriálními nanočásticemi selenu a fibroblastovým růstovým faktorem FGF2, který představuje protein pro hojení ran. Pro charakterizaci lyofilizovaných hydrogelových krytů ran byla použita řada fyzikálně-chemických technik. Metoda zeslabeného úplného odrazu infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (ATR-FTIR) byla použita ke stanovení změn v chemické struktuře, biomechanické vlastnosti za fyziologických podmínek byly vyhodnoceny pomocí tahové zkoušky za použití dynamicko-mechanické analýzy, morfologie byla charakterizována skenovací elektronovou mikroskopií (SEM) a botnací vlastnosti připravených vzorků byly zjištěny vhodnou gravimetrickou metodou. K vyhodnocení antimikrobiálních vlastností GK byla použita jak mikrodiluční bujónová metoda, tak difúzní agarová disková metoda. Cytotoxicita bylo kvantifikována na základě A) počítání počtu živých a mrtvých buněk v extraktech z GK a B) měřením buněčné proliferace pomocí resazurinové eseje. In vivo testování proběhlo ve spolupráci s Výzkumným ústavem veterinárního lékařství na praseti bílém jako animálním modelu. Z výsledků vyplynulo, že vzorky obsahující glycerol vykazují vynikající mechanické vlastnosti jak za suchého, tak za mokrého stavu. Výsledky antibakteriálních testů ukázaly pozitivní synergický efekt GK a selenových nanočástic na inhibici růstu všech testovaných G+ kmenů. In vivo a in vitro testy prokázaly zvýšenou hojivou schopnost připravených materiálů bez způsobení cytotoxických reakcí. Nové porézní a velmi stabilní hydrogelové kryty ran jsou nadějnými materiály, které mohou být využity v biomedicínských aplikacích, především v oblastech vlhkého hojení ran.
|
|
|
Vascular Endothelial Growth Factor Expression and its Application in Vascular Tissue Engineering
Mikulová, Barbora ; Konvalinka, Jan (advisor) ; Hlouchová, Klára (referee)
This paper deals with the expression of vascular endothelial growth factor (vascular endothelial growth factor, VEGF) and its use in tissue engineering of vascular wall. During the work interaction of endothelial cells with the modified fibrin-based biomaterial into which vascular endothelial growth factor (VEGF-A121) has been incorporated was monitored. This modification supported the adhesion and growth of endothelial cells. Vascular endothelial growth factor VEGF-A121 is signal glycoprotein that activates transmembrane receptors on endothelial cells. VEGF-A121 is a key regulator in vasculogenesis, angiogenesis, proliferation, migration and survival of endothelial cells. In this work, this protein was heterologously expressed at a thioredoxin fusion partner in an expression system of E. coli Origami B (DE3). Recombinant VEGF-A121 was additionally coexpressed with bacterial chaperones GroEL/GroES for potential increase of its solubility and biological activity. In the next part of this work thin fibrin network was prepared by catalytic action of thrombin on the polystyrene-bound monolayer of fibrinogen. This network has been further enriched by vascular endothelial growth factor (VEGF-A121), which was covalently incorporated in it by enzyme activity of transglutaminase (factor XIIIa). The last...
|
|
| |
|
|
Vascular Endothelial Growth Factor Expression and its Application in Vascular Tissue Engineering
Mikulová, Barbora
This paper deals with the expression of vascular endothelial growth factor (vascular endothelial growth factor, VEGF) and its use in tissue engineering of vascular wall. During the work interaction of endothelial cells with the modified fibrin-based biomaterial into which vascular endothelial growth factor (VEGF-A121) has been incorporated was monitored. This modification supported the adhesion and growth of endothelial cells. Vascular endothelial growth factor VEGF-A121 is signal glycoprotein that activates transmembrane receptors on endothelial cells. VEGF-A121 is a key regulator in vasculogenesis, angiogenesis, proliferation, migration and survival of endothelial cells. In this work, this protein was heterologously expressed at a thioredoxin fusion partner in an expression system of E. coli Origami B (DE3). Recombinant VEGF-A121 was additionally coexpressed with bacterial chaperones GroEL/GroES for potential increase of its solubility and biological activity. In the next part of this work thin fibrin network was prepared by catalytic action of thrombin on the polystyrene-bound monolayer of fibrinogen. This network has been further enriched by vascular endothelial growth factor (VEGF-A121), which was covalently incorporated in it by enzyme activity of transglutaminase (factor XIIIa). The last...
|
|
|
Preparation and characterization of nanostructured resorbable substitutes for accelerated skin healing
Kacvinská, Katarína ; Muchová, Johana (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Spolu s narastajúcimi nárokmi na kvalitu liečby v oblasti popálenin a plastickej chirurgie existuje možnosť ako uplatniť nové technologické riešenie na liečbu porúch s celkovou stratou kožnej vrstvy. Diplomová práca sa zaoberá prípravou nanoštrukturovaného, dvojvrstvového skafoldu pre využitie v tkánivovom inžinierstve, ktorý nahrádza kožnú časť dermis (dolná porézna vrstva) a bazálnu membránu (horná a tenká nanovlákenná vrstva). Zákaldom dolnej pórovitej vrstvy je kolagén, charakterizovaný v prítomnosti ďalších polysacharidových aditív: chitosan, vápenatá soľ oxidovanej celulózy (CaOC), sodná soľ karboxymetylcelulózy (NaCMC). Zároveň prídavok dopamínu a fibroblastového rastového faktoru (FGF), s cieľom zlepšiť biomechanické vlastnosti, regulovať a podporovať hojenie kože. Tenká nanovlákenná vrstva je zložená zo želatíny, polycaprolaktónu (PCL) a CaOC. Sú navrhnuté dva rôzne mechnizmy prípravy skafoldu, ktoré sa odlišujú sa v prítomnosti sieťovaných a nesieťovaných nanovláken. Skafoldy boli charakterizované z hľadiska biomechanických, štruktúrnych vlastností a in vitro. Vrchná nanovlákenná vrstva poskytuje mechanickú podporu, ktorá je výrazne zvýšená prítomnosťou polydopamínu (PDA). Test botnania poréznej vrstvy skafoldu ukázal na dostatočne veľké póry, umožňujúce filtráciu buniek. Táto botnatosť bola znížená v prítomnosti PDA, ktorý má zároveň významný vplyv na časové predĺženie degrádácie v prítomnosti kolagenázy a lyzozýmu. Spolu s FGF výrazne podporil proliferizáciu a životaschopnosť myších fibroblastov. Nanoštrukturovaný, dvojvrstvový skafold má potenciál pre budúce aplikácie pri hojení rán, kedže sa vyznačuje dobrými mechanickými vlastnosťami a umožňuje bunkám adherovať, proliferovať a formovať extra celulárny matrix.
|
|
|
Differentiation of mesenchymal stem cells
Červenková, Michaela ; Krylov, Vladimír (advisor) ; Čermák, Lukáš (referee)
There are still many diseases which cannot be successfully cured today. For some of them, the answer might be a cell therapy in the form of stem cells applications. Mesenchymal stem cells (MSCs) are multipotent stem cells which can be most frequently isolated from bone marrow and fat tissues. They have several advantages compared to embryonal stem cells, such as a lower risk of tumorigenesis and fewer ethical issues with their acquisition. MSCs also offer the advantage of immunomodulation abilities and autologous transplantation options. MSCs primarily differentiate into mesodermal lines, i.e. into osteocytes, chondrocytes and adipocytes. However, their differentiation into certain cell types of ectoderm and endoderm origin can also be achieved. This bachelor thesis focuses on the characterisation of mesenchymal stem cells and their differentiation into specific cell types. It addresses the factors which induce and influence differentiation process. Identification of desirable combinations of differentiation agents and factors and establishing safe differentiation protocols is necessary for successful utilization of mesenchymal stem cells in applied medicine. Key words: mesenchymal stem cells (MSCs), differentiation, transcription factor, growth factor, multipotency
|
|
|
Vascular Endothelial Growth Factor Expression and its Application in Vascular Tissue Engineering
Mikulová, Barbora ; Konvalinka, Jan (advisor) ; Hlouchová, Klára (referee)
This paper deals with the expression of vascular endothelial growth factor (vascular endothelial growth factor, VEGF) and its use in tissue engineering of vascular wall. During the work interaction of endothelial cells with the modified fibrin-based biomaterial into which vascular endothelial growth factor (VEGF-A121) has been incorporated was monitored. This modification supported the adhesion and growth of endothelial cells. Vascular endothelial growth factor VEGF-A121 is signal glycoprotein that activates transmembrane receptors on endothelial cells. VEGF-A121 is a key regulator in vasculogenesis, angiogenesis, proliferation, migration and survival of endothelial cells. In this work, this protein was heterologously expressed at a thioredoxin fusion partner in an expression system of E. coli Origami B (DE3). Recombinant VEGF-A121 was additionally coexpressed with bacterial chaperones GroEL/GroES for potential increase of its solubility and biological activity. In the next part of this work thin fibrin network was prepared by catalytic action of thrombin on the polystyrene-bound monolayer of fibrinogen. This network has been further enriched by vascular endothelial growth factor (VEGF-A121), which was covalently incorporated in it by enzyme activity of transglutaminase (factor XIIIa). The last...
|
guest ::
