velikost textu

Charakterizace funkcionalizovaných vlákenpro jejich osídlení mezenchymálními kmenovými buňkami a diferenciaci těchto buněk

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Charakterizace funkcionalizovaných vlákenpro jejich osídlení mezenchymálními kmenovými buňkami a diferenciaci těchto buněk
Název v angličtině:
Characterization of functionalized fibres for mesenchymal stem cells cultivation and differentiation
Typ:
Diplomová práce
Autor:
Mgr. Jarmila Greplová
Vedoucí:
RNDr. Evžen Amler, CSc.
Oponent:
prof. MUDr. Jozef Rosina, Ph.D.
Id práce:
78765
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra buněčné biologie (31-151)
Program studia:
Biologie (N1501)
Obor studia:
Buněčná a vývojová biologie (NBUNVYB)
Přidělovaný titul:
Mgr.
Datum obhajoby:
15. 9. 2011
Výsledek obhajoby:
Výborně
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
Modifikace nanovláken, mezenchymální kmenové buňky, polyvinylakohol, elektrostatické zvlákňování, regenerace a náhrady chrupavky
Klíčová slova v angličtině:
Modification of nanofibers, mesenchymal stem cells, polyvinylalcohol, electrospinning, tissue engineering of cartilage
Abstrakt:
ABSTRAKT Modifikace vláken za účelem funkcionalizace je aktuální trend v problematice tkáňového inženýrství. Polyvinylalkohol (PVA) je netoxický, biodegradabilní polymer vhodný k přípravě nanovláken metodou elektrostatického zvlákňování. Jeho nevýhodou je však velká rozpustnost ve vodě, která vede k okamžité degradaci vláken. Jako výhodné se pak ukazuje jeho chemické složení, kdy je možné modifikovat volné hydroxyskupiny PVA. Pro modifikace byla připravena PVA nanovlákna metodou elektrostatického zvlákňování z hladiny. Metodou acylace se podařilo navázat na povrch nanovláken linker tvořený z polyetylenglykolu (PEG) zakončený molekulou biotinu (PEG-b). Tato modifikace nenarušila vlákenný charakter PVA vrstvy. Vazbou linkeru PEG-b na PVA nanovlákna (PVA-PEG-b) došlo ke zvýšení stability vláken ve vodném prostředí a to až po dobu 41 dní, což je výrazné zvýšení oproti nemodifikované formě. Stabilita vláken ve vodném prostředí se zvyšuje s množstvím linkeru a metoda tedy umožňuje připravovat PVA nanovlákna o různé rozpustnosti. Výsledná modifikace se ukázala jako biokompatibilní pro mezenchymální kmenové buňky (MSC) i chondrocyty. Proliferace buněk na nosiči však byla nízká a kultivace obou typů buněk vykazovala postupný úbytek buněk, pravděpodobně z důvodu velké hydrofility nosiče. Z tohoto důvodu byly navrženy další chemické modifikace pomocí aminokyselin, které vedly ke snížení rozpustnosti vláken, žádná z těchto modifikací však nevykázala výraznou podporu adheze a proliferace buněk. Zvýšení adheze buněk bylo navozeno kombinací polymerů PVA s chitosanem. Pomocí systému biotin – avidin byla na povrch nanovláken navázána protilátka anti-CD29, jako modelový protein a systém tedy umožňuje povrchovou vazbu proteinů v různých kombinacích. Námi navržené modifikace vedou k přípravě biokompatibilních nanovláken s možností řízené rozpustnosti ve vodném prostředí a umožňují povrchovou funkcionalizaci pomocí proteinů. Tato modifikace umožňuje navazovat na povrch nanovláken protilátky a růstové a diferenciační faktory. Takto modifikovaná nanovlákna mohou být rovněž dobrým základem pro přenos aktivních látek.
Abstract v angličtině:
ABSTRACT Modification of nanofibers is an actual trend in tissue engineering. Polyvinylacohol (PVA) is nontoxic and biodegradable polymer suitable for preparation of submicron fibers by electrospinning. Main disadvantage of PVA fibers is rapid degradation in aqueous environment. On the other hand surface of fibers contains free hydroxyl group that could be chemically modified. In recent work, chemical modification of PVA nanofibers prepared by needleless electrospinning was investigated. Polyethylenglykol (PEG) linker was introduced to the fiber surface by acylation (PVA-PEG) and further modified by biotin (PVA-PEG-b) as a function agent. Process of chemical modification does not affected fibrous morphology of samples. Interestingly, linkage of PEG-b linker promoted stability of PVA in aqueous environment. PVA-PEG-b sample was stable for 41 days. Stability of samples was strongly dependent on amount of introduced PEG-b linker, thus proposed method of modification allows to prepare nanofibers of different solubility. Additionally, biocompatibility of chemically modified nanofibers with both mesenchymal stem cells (MSC) and chondrocytes was determined. Proliferation of both cell types was not sufficient and number of cells decreased in time, probably because of high hydrophility of modified PVA scaffold. To eliminate this disadvantage, blend PVA-chitosan nanofibers were prepared and modified by PEG-b linker. Such modifications also promoted stability of PVA nanofibers in water and improved cell adhesion and proliferation. Finally, binding of avidin conjugated anti-CD29 antibody to PVA-PEG-b was confirmed by confocal microscopy. In conclusion, introduced chemical modification enables preparation of nanofibrous scaffolds controlled solubility and surface functionalization using biotin – avidin system. Such system supports selective binding of different proteins like antibodies, growth and differentation factors.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Jarmila Greplová 3.09 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Jarmila Greplová 183 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Jarmila Greplová 159 kB
Stáhnout Posudek vedoucího RNDr. Evžen Amler, CSc. 224 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. MUDr. Jozef Rosina, Ph.D. 146 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 53 kB