Detekce a vizualizace nativních a artificiálních chrupavčitých tkání biofyzikálními technikami

Abstract

Tkáňové inženýrství je rychle se vyvíjející obor využívající nosiče z přírodních nebo syntetických materiálů kombinovaných s buňkami a stimulačními látkami pro náhradu poškozené či chybějící tkáně. Při testování nosičů je potřeba dobře zhodnotit jejich kvality nezbytné pro růst buněk a jejich mechanickou podporu na místě určení. Cílem práce bylo vytvoření vhodného nosiče pro růst chondrocytů, jeho funkcionalizace a detekce buněk a proteinů mezibuněčné hmoty pomocí metod fluorescenční a konfokální mikroskopie. Vhodný nosič měl být otestován na velkém animálním modelu. V této práci bylo připraveno několik nosičů jak z přírodních, tak ze syntetických materiálů, a to ve formě mikrovláken, netkaných textilií, gelů a pěn. Nosiče byly osazeny buňkami a byla sledována buněčná adheze, proliferace a syntéza proteinů mezibuněčné hmoty. K vizualizaci buněk a mezibuněčné hmoty bylo použito metod fluorescenční a konfokální mikroskopie a druhé harmonické (SHG). Jako nosič pro implantaci do osteochondrálního defektu mini prasete byl použit gel na bázi fibrinu a hyaluronanu. Připravené nosiče vykazovaly biokompatibilitu, chondrocyty k nim dobře adherovaly a produkovaly proteiny mezibuněčné hmoty. Mikrovlákenný nosič z PHEMA byl navíc obohacen o liposomy obsahující fetální bovinní sérum. Tento systém řízeného dodávání látek...

Tissue engineering is a rapidly developing field, based on using scaffolds made from natural or synthetic materials in combination with cells and stimulating factors for the replacement of damaged or lost tissue. It is very important to evaluate qualities of these scaffolds, which are necessary for cell proliferation and their mechanical support. The aim of this study was to develop a suitable scaffold for chondrocyte proliferation, scaffold functionalization and detection of cells and proteins of extracellular matrix (ECM) using methods of fluorescence and confocal microscopy. Another aim was to test an appropriate scaffold on a big animal model in vivo. Several scaffolds from natural and synthetic materials, in the form of microfibers, non-woven textiles, gels and foams were prepared for this study. Scaffolds were seeded with chondrocytes and cell adhesion, proliferation and synthesis of ECM proteins were detected. Methods of fluorescence microscopy, confocal microscopy and second harmonic generation (SHG) were used for visualization of cells and proteins. A hydrogel based on fibrin and hyaluronan was used as an scaffold for osteochondral defect regeneration in minipigs study. Prepared scaffolds showed high biocompatibility, good chondrocyte adhesion and ECM proteins synthesis. Moreover, microfibrous...