Hydrogelové nosiče pro tkáňové inženýrství

Abstract

Bone tissue engineering attempts to mimic the natural behavior of hard connective tissues. Currently, there is an active research and development of new functional materials in this field. The main direction in the treatment of bone tissue defects is the use of biodegradable composite materials based on biopolymers enriched with an inorganic component, possibly in combination with a cellular component. In general, hydrogels play an important role in tissue engineering due to their properties, as they can respond relatively well to changes in environmental conditions and are used as a suitable medium for cells to grow and proliferate. Structure of hydrogels also allows nutrients and waste products to diffuse, and the last but not least, thanks to this they can also serve as drug carries. A major advantage of hydrogels is that they can be injected with subsequent in situ gelation. In this work, physically cross-linked hydrogels based on polyvinyl alcohol (PVA) and hyaluronic acid (HA) in different volume ratios enriched with hydroxyapatite (HAp), an inorganic component inherent to bone tissue, were compared. Incorporation of HAp into the organic matrix was performed in two different ways, by in situ synthesis directly in the PVA/HA matrix and by physical mixing of pre-prepared HAp. The composition of...

Kostní tkáňové inženýrství se snaží napodobit přirozené chování tvrdých pojivových tkání. V současné době dochází v této oblasti k aktivnímu rozvoji výzkumu a vývoje nových funkčních materiálů. Hlavním směrem v oblasti léčby defektu kostní tkáně je použití biologicky odbouratelných kompozitních materiálů na bázi biopolymerů obohacených o anorganickou složku, případně v kombinaci se složkou buněčnou. Obecně významnou roli zde hrají díky svým vlastnostem hydrogely, které mohou poměrně dobře reagovat na změny podmínek okolního prostředí a jsou používány jako vhodné pro buňky, které tam mohou růst a proliferovat. Strukturou hydrogelu mohou difundovat živiny a odpadní produkty a v neposlední řadě díky tomu mohou sloužit také jako nosiče léčiv. Jejich velkou výhodou, je možnost injekční aplikace s následným gelovatěním in situ. V této práci byly porovnávány fyzikálně zesíťované hydrogely na bázi polyvinylalkoholu (PVA) a kyseliny hyaluronové (HA) v různých objemových poměrech obohacené o hydroxyapatit (HAp) - anorganickou složku vlastní pro kostní tkáň. Začlenění hydroxyapatitu do organické matrix bylo provedeno dvěma způsoby, syntézou in situ přímo a fyzikálním přimícháním předem připraveného hydroxyapatitu. Složení obou typů hydroxyapatitu bylo analyzováno pomocí infračervené spektroskopie a energiově...