Title:

Zastosowanie podłoża z nanoporowatego tlenku tytanu do hodowli ludzkich mezenchymalnych komórek progenitorowych pochodzących z tkanki tłuszczowej

Author:

Malec, Katarzyna

Subject:

komórki macierzyste ; rusztowanie ; biokompatybilność ; Inżynieria tkankowa ; nanotopografia ; nanoporowaty tlenek tytanu

Abstract:

Wprowadzenie:W ostatnich latach strategie inżynierii tkankowej i materiałowejmające na celu szybką, kontrolowaną, sterowaną regenerację ubytkówtkanki kostnej stały się przedmiotem intensywnych badań.Najpowszechniej stosowanym materiałem w nowoczesnejimplantologii śródkostnej jest tytan i jego stopy. Liczne badaniadowiodły, że komórki osteoblastyczne są lepiej zaadoptowane donanostrukturalnego środowiska niż do niszy w skali mikro.Nanoporowate materiały znalazły się w centrum zainteresowanianaukowego i komercyjnego z powodu swoich unikalnych właściwościi potencjalnie bardzo szerokich możliwości zastosowań. Przykłademtakiego nanostrukturalnego materiału jest anodowy tlenek tytanu(IV)– ATO z wysoko uporządkowanym układem pionowych nanorurek.Przypuszczalnie misterna nanotopogrofia TiO2 naśladuje porowatąstrukturę naturalnej tkanki kostnej i dzięki temu stwarza optymalnewarunki dla kontaktowej osteogenezy. Mimo intensywnychposzukiwań, doniesienia na temat najkorzystniejszych rozmiarówporów są sprzeczne i wymagają dalszych badań.Komórki macierzyste są obiecującym i zachęcającym narzędziem dlainżynierii tkankowej oraz terapii komórkowych. Alternatywnym,atrakcyjnym i łatwo dostępnym źródłem progeniotorów jestłącznotkankowy-naczyniowy zrąb (SVF) tkanki tłuszczowej. Komórkimacierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej (ASCs) przedstawiająwiele zalet w porównaniu z innymi mezenchymalnymi progeniotorami(duża ilość tkanki tłuszczowej, prosta i bezpieczna metoda pobieraniai izolacji, itp.). Najważniejszym zadaniem współczesnej inżynieriitkankowej jest stymulacja komórek macierzystych do rozwoju iróżnicowania się w kierunku specyficznej, porządanej liniikomórkowej.Cel:Celem pracy była ocena odpowiedzi komórkowej, wzrostu,żywotności, aktywności metabolicznej oraz zdolności doosteogenicznego różnicowania się ludzkich komórekprogeniotorowych wyizolowanych z podskórnej tkanki tłuszczowej nananoporowatym tlenku tytanu(IV) o średnicy porów 80 nm i 108 nm.Metody:W celu otrzymania porowatej warstwy tlenku tytanu przeprowadzonoproces 3-stopniowej anodyzacji tytanu w elektrolicie zawierającymglicerol oraz jony fluorkowe. Topografię nanostrukturalnej powłokitlenku oraz morfologię hodowanych komórek oceniano przy pomocyskaningowego mikroskopu elektronowego. ASCs wyizolowano zpodskórnej tkanki tłuszczowej powłok brzusznych od 10 zdrowychdawców i hodowano przez 21 dni.In vitro przeprowadzono eksperymenty oceniające zdolność doproliferacji (test inkorporacji BrdU), przeżycia (ocena stężenia LDH),aktywność metaboliczną (pomiar stężenia ATP oraz całkowitej ilościbiałka). Zdolność do różnicowania się komórek badano przez pomiaraktywności fosfatazy alkalicznej (ALP), monitorowanie zmian wekspresji wybranych genów (BGLAP, SP7, TBX3, DLX5, RUNX2,ALPL, BMP2K, COL1A1, SPP1, NOTCH1, SPARC) oraz barwieniedepozytów wapniowych czerwienią alizarynową.Wyniki:3-stopniowy proces anodyzacji tytanu w elektrolicie zawierającymglicerol oraz jony fluorkowe jest względnie wydajną i ekonomicznąmetodą otrzymywania nanoporowatego tlenku tytanu. NanoporowatyTiO2 znacząco stymulował osteogenne różnicowanie się ASCs w 21-dniowej hodowli in vitro. Nie obserwowano znamiennych różnicpomiędzy powierzchnią o średnicy porów 80 nm i 108 nm.Wnioski:Nanoporowaty anodowy TiO2 jest bezpiecznym, nietoksycznymbiomateriałem. Ponad to może indukować osteogenne różnicowaniesię ludzkich mezenchymalnych komórek progeniotorowychpochodzących z podskórnej tkanki tłuszczowej powłok brzusznych whodowli in vitro. Badanie to dostarcza cennych informacji na tematbiologii komórek i ewentualnych możliwości modyfikacjistosowanych biomateriałów oraz implantów.Konieczne jest prowadzenie dalszych badań in vitro oraz in vivo, abyzweryfikować możliwość wykorzystania ASCs w regeneracji tkanek itworzeniu implantów opsonizowanych autologicznymi komórkamimacierzystymi.

Place of publishing:

Kraków

Level of degree:

2 - studia doktoranckie

Degree discipline:

biochemia

Degree grantor:

Uniwersytet Jagielloński. Collegium Medicum. Wydział Lekarski.

Promoter:

Iwona Wybrańska ; Marian Jaskuła

Date:

2015

Date issued:

2015

Type:

Praca doktorska

Format:

application/pdf

Call number:

ZB-124228

ControlNumberVIRTUA:

click here to follow the link

Language:

pol

Access rights:

nieograniczony

Location of original object:

Biblioteka Medyczna Uniwersytetu Jagiellońskiego- Collegium Medicum

×

Citation

Citation style: