Koaxiální nanovlákna s inkorporovanými suplementy pro řízenou chondrogenní diferenciaci

Abstract

In the field of regenerative medicine, regeneration of cartilage defects (caused either by injury or age-related degeneration) has become a widely discussed topic. Nanofibrous scaffolds provide a suitable environment for cell adhesion, proliferation, differentiation, and also for the local involvement of bioactive substances. Nanofibrous scaffolds mimic the extracellular matrix (ECM) of hyaline cartilage. These scaffolds are seeded with autologous chondrocytes. After having been isolated from the patient, the cells must be cultivated in vitro in order to obtain a sufficient amount of chondrocytes. Scaffolds with cultivated chondrocytes are later implanted back into the pacient. Chondrocytes, however, when grown on a 2D tissue culture plastic rapidly de-differentiate and thus lose the ability to synthesize ECM molecules. The aim of the work was modulation of chondrogenic differentiation medium through finding the ideal concentration of chondrogenic supplements, composed of L-ascorbate-2-phosphate (A2P) and dexamethasone (DEX), in the culture of primary chondrocytes seeded on a nanofibrous polycaprolactone (PCL) scaffold. The effect of different concentrations of the chondrogenic supplements on chondrocyte adhesion to the scaffold and their proliferation and differentiation was studied. The influence...

Na poli regenerativní medicíny začíná být stále diskutovanější téma regenerace defektů chrupavky vzniklých ať už příčinou úrazu, či věkem podmíněnou degenerací. Možnost zajištění vhodného prostředí pro buněčnou adhezi, proliferaci, diferenciaci a lokální působení bioaktivních látek nabízejí nanovlákenné nosiče, které svojí strukturou napodobují extracelulární matrix (ECM) hyalinní chrupavky. Tyto nosiče jsou implantovány do pacienta osazené autologními chondrocyty. Pro získání jejich dostatečného množství, musí být po izolaci z pacienta namnoženy in vitro. Chondrocyty však při kultivaci na 2D prostředí kultivačního plastu rychle dediferencují a ztrácí tak schopnost syntetizovat molekuly ECM. Cílem práce byla modulace chondrogenního diferenciačního média - nalezení ideální koncentrace chondrogenních suplementů L-askorbátu-2-fosfátu (A2P) a dexametazonu (DEX) při kultivaci primárních chondrocytů na nanovlákenném poly-Ɛ-kaprolaktonovém (PCL) nosiči. Byl studován vliv různých koncentrací chondrogenních suplementů na adhezi chondrocytů na nosič, jejich proliferaci a diferenciaci po dobu 21 dnů. Byl studován vliv samotných suplementů v médiu, jejich synergický účinek s ostatními chondrogenními suplementy a nakonec byly A2P a DEX uzavřeny do samotných PCL vláken. Bylo prokázáno, že A2P má pozitivní vliv...