Nanovlákenné materiály v inženýrství kostní tkáně

Abstract

Tato práce je zaměřena na nanovlákenné materiály, které nacházejí perspektivní uplatnění v nové moderní mezioborové disciplíně - tkáňovém inženýrství. V minulosti se vyvíjely různé strategie při tvorbě materiálů určených k tkáňovému inženýrství, od materiálů nedovolujících adhezi žádných buněk na svůj povrch. tzv. bioinertních až po současnou snahu vytvořit tzv. "hybridní bioarteficiální orgány". Především v inženýrství kostní tkáně mají velký potenciál polymerní materiály v podobě nanovlákenné sítě, jako například poly(laktid) nebo poly(kaprolakton) s anorganickou příměsí, např. ve formě nanokrystalického hydroxyapatitu. Materiál v takovéto podobně napodobuje přirozenou strukturu kostní tkáně a tím stimuluje adhezi, proliferaci a diferenciaci buněk do žádaného buněčného typu. V experimentální části této práce byl jeden z těchto nadějných nanomateriálu otestován na jeho biokompatibilitu v podmínkách in vitro. Poly(laktid) v podobě nanovlákenné sítě s 0, 5 a 15 hmotnostními % nanokrystalického hydroxyapatitu byl připravený firmou Elmarco s.r.o., Liberec. Buňky lidských osteoblastů linie MG 63 byly na těchto materiálech kultivovány po dobu 1, 3 a 7 dní. Výsledky poukazují na výhodu příměsi hydroxyapatitu, který stimuluje buňky k tzv. osteogenní diferenciaci a zároveň umožňuje i relativně dobrou...

This thesis focuses on nanofibrous materials which are highly promising regarding they application in a modern interdisciplinary scientific field - tissue engineering. Through the years there have been developed various strategies for creating materials usable in tissue engineering. The earliest materials that were made did not allow any cell adhesion on their surfaces (so-called "bioinert" materials), whereas nowadays there is an effort to create hybrid bioartificial organs. Especially in bone tissue engineering do polymeric materials in the form of a nanofibrous network, such as polylactide or polycaprolactone with the addition of inorganic particles (for example nanocrystalic hydroxyapatite), show great potential. Such materials mimic the natural bone tissue and stimulate the adhesion, proliferation and differentiation of cells into desirable a cell type. In the experimental part of this thesis one of these promising nanomaterials was tested for its biocompatibility in vitro. Polylactide in the form of nanofibrous networks with 0, 5 and 15 % of nanocrystallic hydroxyapatite was provided by Elmarco s.r.o, Liberec. Human osteoblast-like cells MG 63 were cultivated on these materials for 1, 3 and 7 days. The results show the convenience of hydroxyapatite particles which stimulate the cells to the...