Development of Cross-Linked Gelatin-Based Materials That Can Be Monitored Using Imaging Techniques

Abstract

in English language Cross-linked gelatin-based hydrogels (GBH) have emerged as a biocompatible, biodegradable, inexpensive, and versatile platform for in vitro/in vivo cell-growing and tissue regeneration. Recently, a new generation of GBH has been described that can be photo- crosslinked into any shape or form required for biological applications. When such materials are implanted into the body, they slowly degrade while supporting cell proliferation. Over time, these materials are resorbed and replaced with the body's own tissues. While these materials are very promising for various applications in plastic and reconstructive surgery, their transition into clinical practice has been hindered by their limited in vivo detectability. Detecting these materials non-invasively in vivo is key for both (i) their further development and preparation of a broad palette of materials with various degradation times for various clinical applications, and (ii) clinical monitoring of the implants in human patients. Thus, developing a new generation of implants that can be monitored with non-invasive imaging techniques would be helpful for the further development of such materials and their successful transition into clinical practice. In this thesis, we describe the development and properties of new additives that...

v českém jazyce Hydrogely na bázi zesíťované chemicky-modifikované želatiny (gelatin-based hydrogels, GBH) se objevily v posledních letech jako biodegradovatelná a biokompatibilní, levná a všestranná platforma pro in vitro / in vivo kultivaci buněk a podporu růstu tkání. Nedávno byla popsána nová generace takovýchto GBH, která se zesíťuje působením světla (fotochemická reakce), čímž vznikne implantát libovolného požadovaného tvaru pro různé biologické aplikace. V těle se tyto materiály pozvolna odbourávají a jsou nahrazeny tělu vlastní tkání, čímž napomáhají k regeneraci těla. Ačkoliv tyto materiály jsou velmi nadějné, jeden jejich nedostatek brání k jejich přechodu do klinické praxe: prozatím je velmi náročné sledovat jejich stav neinvazivně v těle. To je problém ze dvou důvodů - (a) pro různé biologické aplikace je potřeba vyvinout širokou paletu materiálů s různou rychlostí degradace, což zatím není možné; a (b) i v klinické praxi je potřeba občas monitorovat stav vložených implantátů. Proto je potřeba vyvinout novou generaci implantátů, kterou by bylo možné sledovat s pomocí neinvazivních zobrazovacích metod. V této práci popisujeme vývoj a vlastnosti nových aditiv (komonomerů), které umožňují monitorování zesíťovaných výsledných GBH na zobrazovacích metodách. Vyvinuli jsme N-...