Stimulace kostní diferenciace na funkcionalizovaných nanovlákenných nosičích

Abstract

Ztráta nebo poranění tkáně nebo orgánu jsou v současné době velkým problémem. Tkáňové inženýrství je relativně nový multidisciplinární obor, jehož cílem je náhrada tkání pomocí biokomatibilních materiálů, buněk a stimulačních faktorů, nebo jejich kombinací. Mezenchymálníkmenové buňky vzbuzují v oblasti regenerativní medicíny velký zájem, neboť jsou schopny se po vhodné stimulaci diferencovat do linií mezenchymálních tkání. Důležitým prvním krokem, kterým se zabývá kostní tkáňové inženýrství, je správná volba vhodného materiálunosiče. Materiál by měl být biokompatibilní spřiměřenou rychlostí degradace. Dále by měl poskytovat mechanickou podporu pro buňky a usnadnit syntézu nové kostní tkáně. Kromě toho by měl mít vhodnou pórovitost a velké propojené póry umožňující migraci buněk, vrůst cév a výměnu živin. Navíc, při obohacení tohoto nosiče o bioaktivní látkymůže stimulovatdiferenciaci MSC. Cílem této prácebylovybrat vhodnou kombinaci bioaktivních molekul a stimulačních faktorůna podporu osteogenní diferenciacemezenchymálních kmenových buněk. V našich experimentechjsme testovalinanovlákennénosičeobohacené otrombocytya hydroxyapatit vrůzných koncentracích. Trombocytysloužilyjako zdrojpřírodníchrůstových faktorůa cytokinů. Hydroxyapatit, který se nachází přirozeně vkosti, stimulovalosteogenní diferenciaci buněk. Nanosičebyly nasazenyMSCa byla zkoumána jejichadheze, proliferaceaosteogennídiferenciace

Tissue loss or injury is becoming a worldwide problem. Tissue engineering is arelativelynew multidisciplinary area focusing on replacement of the faulty tissue using biocompatible materials, cells, stimulating factors and their combination. Mesenchymal stem cells (MSCs) attract much attention in the field of regenerative medicine since they are able to differentiate into various types of mesenchymal tissue after appropriate stimulation. Choice of suitable scaffold material is crucial in tissue engineering. The material should be biocompatible with an adequate rate of degradation, it should p rovide mechanical support for the cells and promote synthesis of new osseous tissue. Furthermore, cell migration, blood vessel ingrowth and metabolic processes should be facilitated by appropriately chosen scaffold porosity and pore size. Additionally, it is possible to enrich the scaffold with bioactive substances and thus sti mulate thedifferentiation of the MSCs. The main goal of this diploma thesis was to find an optimal combination ofthebioactive substances and stimulating factors to support osteogenic differentiation ofMSCs. Nanofibrous scaffolds were enriched with various concentrations of platelets and hydroxyapatite (natural bone component). Platelets served as a natural source ofgrowth factors and cytokines; hydroxyapatite stimulated osteogenic differentiation. Thescaffolds were seeded with MSCs and their adhesion, proliferation and osteogenic differentiation was observed and statistically evaluated.