Tkáňové inženýrství je multidisciplinární obor, který využívá několik strategií pro regeneraci dysfunkční tkáně nebo její nahrazení. Nejběžnějším způsobem je využití matrice pro regeneraci tkáně neboli ,,scaffoldu". Pro výrobu scaffoldů se v dnešní době používá řada biomateriálů, ať už se jedná o materiály přírodního nebo syntetického původu. Jelikož implantovaný materiál přichází do těsného kontaktu s buňkami je nutné znát souvislosti vztahující se k interakce buněk s materiály. Praktická část této diplomové práce se zaměřuje na studium vlivu povrchových vlastností biomateriálů na buněčnou adhezi a proliferaci. V experimentu byl testován vliv polylaktidu (PLA) na myší embryonální fibroblasty a myší embryonální kmenové buňky. Cytotoxicita materiálu byla nejprve testována v nepřímém kontaktu, kdy byla pomocí MTT testu stanovena buněčná viabilita v přítomnosti různých koncentrací extraktu materiálu. Dále pak byla studována schopnost proliferace buněk na materiálu. PLA jako běžně využívaný materiál vtkáňovém inženýrství nevykazoval cytotoxické účinky a buňky, zejména fibroblasty, byly schopny adheze a následného množení.
Anotace v angličtině
Tissue engineering is a multidisciplinary field of science that uses several strategies to regenerate dysfunctional tissue or to replace it. The most common approach is the use of matrix for tissue regeneration also known as "scaffold". Various biomaterials are used nowadays for the production of scaffolds, whether they are of natural or synthetic origin. Since the implanted material comes in close contact with cells, it is necessary to know the context of cell-material interaction. The practical part of this thesis focuses on the influence of surface properties of biomaterials on cell adhesion and proliferation. In an experiment, the effect of polylactide (PLA) on somatic and stem cells was tested. The cytotoxicity of the material was first tested in indirect contact, where cell viability was determined in the presence of different concentrations of the material extract using the MTT assay. Next, the ability of cells to proliferate on the material was studied. PLA, a commonly used material in tissue engineering, did not show cytotoxic effects, and cells, especially fibroblasts, could adhere and subsequently proliferate.
Tkáňové inženýrství je multidisciplinární obor, který využívá několik strategií pro regeneraci dysfunkční tkáně nebo její nahrazení. Nejběžnějším způsobem je využití matrice pro regeneraci tkáně neboli ,,scaffoldu". Pro výrobu scaffoldů se v dnešní době používá řada biomateriálů, ať už se jedná o materiály přírodního nebo syntetického původu. Jelikož implantovaný materiál přichází do těsného kontaktu s buňkami je nutné znát souvislosti vztahující se k interakce buněk s materiály. Praktická část této diplomové práce se zaměřuje na studium vlivu povrchových vlastností biomateriálů na buněčnou adhezi a proliferaci. V experimentu byl testován vliv polylaktidu (PLA) na myší embryonální fibroblasty a myší embryonální kmenové buňky. Cytotoxicita materiálu byla nejprve testována v nepřímém kontaktu, kdy byla pomocí MTT testu stanovena buněčná viabilita v přítomnosti různých koncentrací extraktu materiálu. Dále pak byla studována schopnost proliferace buněk na materiálu. PLA jako běžně využívaný materiál vtkáňovém inženýrství nevykazoval cytotoxické účinky a buňky, zejména fibroblasty, byly schopny adheze a následného množení.
Anotace v angličtině
Tissue engineering is a multidisciplinary field of science that uses several strategies to regenerate dysfunctional tissue or to replace it. The most common approach is the use of matrix for tissue regeneration also known as "scaffold". Various biomaterials are used nowadays for the production of scaffolds, whether they are of natural or synthetic origin. Since the implanted material comes in close contact with cells, it is necessary to know the context of cell-material interaction. The practical part of this thesis focuses on the influence of surface properties of biomaterials on cell adhesion and proliferation. In an experiment, the effect of polylactide (PLA) on somatic and stem cells was tested. The cytotoxicity of the material was first tested in indirect contact, where cell viability was determined in the presence of different concentrations of the material extract using the MTT assay. Next, the ability of cells to proliferate on the material was studied. PLA, a commonly used material in tissue engineering, did not show cytotoxic effects, and cells, especially fibroblasts, could adhere and subsequently proliferate.
Využívání scaffoldů jako náhrad tkání či orgánů v tkáňovém inženýrství vyžaduje vytvoření podmínek a prostředí co nejpodobnější organismu. Před zavedením použití scaffoldů v praxi je potřeba znát vlastnosti použitého materiálu a také jeho interakce s buňkami. Povrchové vlastnosti materiálu jsou jedním z mnoha důležitých faktorů. Povrch materiálu ovlivňuje jak samotnou adhezi buněk, tak jejich následný růst. Pomocí topografie povrchů je možno také diferencovat kmenové buňky do různých buněčných směrů.
Teoretická část - zaměřte se na získání znalostí co se týče interakcí buněk s materiály, dále zpracujte literární přehled na toto téma.
Praktická část - seznamte se s kultivací běžných buněčných linií, následné dovednosti využijte při testování biologických vlastností povrchových vlastností materiálů.
Zásady pro vypracování
Využívání scaffoldů jako náhrad tkání či orgánů v tkáňovém inženýrství vyžaduje vytvoření podmínek a prostředí co nejpodobnější organismu. Před zavedením použití scaffoldů v praxi je potřeba znát vlastnosti použitého materiálu a také jeho interakce s buňkami. Povrchové vlastnosti materiálu jsou jedním z mnoha důležitých faktorů. Povrch materiálu ovlivňuje jak samotnou adhezi buněk, tak jejich následný růst. Pomocí topografie povrchů je možno také diferencovat kmenové buňky do různých buněčných směrů.
Teoretická část - zaměřte se na získání znalostí co se týče interakcí buněk s materiály, dále zpracujte literární přehled na toto téma.
Praktická část - seznamte se s kultivací běžných buněčných linií, následné dovednosti využijte při testování biologických vlastností povrchových vlastností materiálů.
Seznam doporučené literatury
[1] SNUSTAD, D.P., SIMMONS, M.J., RELICHOVÁ, J. et al. Genetika. Brno: Masarykova univerzita, 2009. [2] ALBERTS B. et al. Molecular Biology of the Cell 5th ed. Garland Science. [3] DAVID A.P. BIZIOS R. Biological Interactions on Material Surfaces. ISBN 978-0-387-98160-4. [4] ROSYTAL, S. Nový přehled biologie. Praha: Scientia, 2003. ISBN 10: 80-7183-268-5.
Seznam doporučené literatury
[1] SNUSTAD, D.P., SIMMONS, M.J., RELICHOVÁ, J. et al. Genetika. Brno: Masarykova univerzita, 2009. [2] ALBERTS B. et al. Molecular Biology of the Cell 5th ed. Garland Science. [3] DAVID A.P. BIZIOS R. Biological Interactions on Material Surfaces. ISBN 978-0-387-98160-4. [4] ROSYTAL, S. Nový přehled biologie. Praha: Scientia, 2003. ISBN 10: 80-7183-268-5.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Studentka představila komisi výsledky své diplomové práce. Poté byla komise seznámena s posudky a hodnocením vedoucího a oponenta (hodnocení vedoucího: C - dobře, hodnocení oponenta: B - velmi dobře). V rámci posudků byly studentce položeny následující dotazy oponenta: prof. Ing. Petr Humpolíček, Ph.D – Na str. 21 zmiňujete problematiku biodegradace materiálu a že produkty degradace musí být schopny "opustit" organismus. Jaká situace by mohla nastat pokud se nežádoucí produkty z těla nevyloučí a u jakých materiálů by to mohl být problém? ZODPOVĚZEN ZCELA; V praktické části práce nebyla zaznamenána změna morfologie buněk na substrátu, vzhledem k rozměrům vláken. Pokud by byla struktura jiná, nastala změna morfologie a případná diferenciace kmenových buněk, jaký vyhodnocovací postup byste použila? ZODPOVĚZEN ZCELA
Poté byla vedena diskuze o diplomové práci, během které byly jednotlivými členy komise položeny následující dotazy: – doc. Ing. Jana Sedlaříková, Ph.D. - Definovala jste povrchové vlastnosti materiálu pro testování, tj hydrofilita, smáčivost materiálu? ZODPOVĚZEN ZCELA; Zmínila jste jednotlivé faktory pro ovlivnění povrchových vlastností materiálu, uveďte jak ovlivňují tyto vlastnosti. ZODPOVĚZEN ZCELA; Jak byste změřila smáčivost? ZODPOVĚZEN ZCELA; doc. Ing. Rahula Janiš, CSc. - Nebylo by ideální, vzhledem k kationickému náboji buněk, připravit látku s anionický charakterem? ZODPOVĚZEN ZCELA; doc. Ing. Marián Lehocký, Ph.D. - Jaký izoelektrický bod mají proteiny? ZODPOVĚZEN ZCELA; Kdy budou proteiny kladně/záporně nabité? ZODPOVĚZEN ZCELA; doc. Ing. Věra Kašpárková, CSc. - Byly PLA vzorky strukturované? ZODPOVĚZEN ZCELA; Jak víte, že daná velikost, popř. jiná velikost, má nebo nemá vliv na změnu strukturu buněk? ZODPOVĚZEN ZCELA