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.
Annotation in English
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.
Annotation in English
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.
Research Plan
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.
Recommended resources
[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.
Recommended resources
[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.
