Příprava a charakterizace nanostrukturovaných vstřebatelných náhrad pro akcelerované hojení kůže
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Spolu s narastajúcimi nárokmi na kvalitu liečby v oblasti popálenin a plastickej chirurgie existuje možnosť ako uplatniť nové technologické riešenie na liečbu porúch s celkovou stratou kožnej vrstvy. Diplomová práca sa zaoberá prípravou nanoštrukturovaného, dvojvrstvového skafoldu pre využitie v tkánivovom inžinierstve, ktorý nahrádza kožnú časť dermis (dolná porézna vrstva) a bazálnu membránu (horná a tenká nanovlákenná vrstva). Zákaldom dolnej pórovitej vrstvy je kolagén, charakterizovaný v prítomnosti ďalších polysacharidových aditív: chitosan, vápenatá soľ oxidovanej celulózy (CaOC), sodná soľ karboxymetylcelulózy (NaCMC). Zároveň prídavok dopamínu a fibroblastového rastového faktoru (FGF), s cieľom zlepšiť biomechanické vlastnosti, regulovať a podporovať hojenie kože. Tenká nanovlákenná vrstva je zložená zo želatíny, polycaprolaktónu (PCL) a CaOC. Sú navrhnuté dva rôzne mechnizmy prípravy skafoldu, ktoré sa odlišujú sa v prítomnosti sieťovaných a nesieťovaných nanovláken. Skafoldy boli charakterizované z hľadiska biomechanických, štruktúrnych vlastností a in vitro. Vrchná nanovlákenná vrstva poskytuje mechanickú podporu, ktorá je výrazne zvýšená prítomnosťou polydopamínu (PDA). Test botnania poréznej vrstvy skafoldu ukázal na dostatočne veľké póry, umožňujúce filtráciu buniek. Táto botnatosť bola znížená v prítomnosti PDA, ktorý má zároveň významný vplyv na časové predĺženie degrádácie v prítomnosti kolagenázy a lyzozýmu. Spolu s FGF výrazne podporil proliferizáciu a životaschopnosť myších fibroblastov. Nanoštrukturovaný, dvojvrstvový skafold má potenciál pre budúce aplikácie pri hojení rán, kedže sa vyznačuje dobrými mechanickými vlastnosťami a umožňuje bunkám adherovať, proliferovať a formovať extra celulárny matrix.
Together with the increasing demands on the quality of treatment in the field of burn and plastic surgery, there is the possibility of applying new technological solutions in the treatment of defects with full loss of skin thickness. This thesis deals with a preparation of a nanostructured bilayer scaffold for skin tissue engineering, which substitutes a skin dermis (lower porous layer) and a basal membrane (upper nanofibrous thin layer)). The porous layer is based on collagen, which is also characterized in presence of different polysaccharide additives: chitosan, oxidized cellulose calcium salt (CaOC), carboxymethyl cellulose sodium salt (NaCMC)), as well as a dopamine and fibroblast growth factor (FGF) addition, in order to improve biomechanical properties, regulate and promote skin healing. Thin nanofibers layer consists of electrospun gelatin in combination with polycaprolactone (PCL) and CaOC. Two different fabrication mechanisms differing in cross-linking between the porous and nanofibrous layer are proposed. The scaffolds were evaluated in terms of biomechanical, structural and in-vitro properties. A uniaxial strain test has shown that the upper nanofibrous layer provides mechanical support, which is significantly enhanced with the polydopamine (PDA)-coated surface. Swelling test of porous layer showed adequate spaces to allow cells infiltration, what has been shown as decrease in presence of PDA. Degradation with collagenase and lysozyme has shown significant time prolongation and also proliferation and viability of the mouse fibroblast cells seeded on the scaffolds were significantly enhanced with PDA and FGF modification. Novel nanostructured bilayer scaffold possess good biomechanical properties and exhibis potential in skin tissue engineering by allowing cells to adhere, proliferate and generate expracellular matrix.
Together with the increasing demands on the quality of treatment in the field of burn and plastic surgery, there is the possibility of applying new technological solutions in the treatment of defects with full loss of skin thickness. This thesis deals with a preparation of a nanostructured bilayer scaffold for skin tissue engineering, which substitutes a skin dermis (lower porous layer) and a basal membrane (upper nanofibrous thin layer)). The porous layer is based on collagen, which is also characterized in presence of different polysaccharide additives: chitosan, oxidized cellulose calcium salt (CaOC), carboxymethyl cellulose sodium salt (NaCMC)), as well as a dopamine and fibroblast growth factor (FGF) addition, in order to improve biomechanical properties, regulate and promote skin healing. Thin nanofibers layer consists of electrospun gelatin in combination with polycaprolactone (PCL) and CaOC. Two different fabrication mechanisms differing in cross-linking between the porous and nanofibrous layer are proposed. The scaffolds were evaluated in terms of biomechanical, structural and in-vitro properties. A uniaxial strain test has shown that the upper nanofibrous layer provides mechanical support, which is significantly enhanced with the polydopamine (PDA)-coated surface. Swelling test of porous layer showed adequate spaces to allow cells infiltration, what has been shown as decrease in presence of PDA. Degradation with collagenase and lysozyme has shown significant time prolongation and also proliferation and viability of the mouse fibroblast cells seeded on the scaffolds were significantly enhanced with PDA and FGF modification. Novel nanostructured bilayer scaffold possess good biomechanical properties and exhibis potential in skin tissue engineering by allowing cells to adhere, proliferate and generate expracellular matrix.
Description
Citation
KACVINSKÁ, K. Příprava a charakterizace nanostrukturovaných vstřebatelných náhrad pro akcelerované hojení kůže [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2018.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Chemie pro medicínské aplikace
Comittee
prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Dzik, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Zbyněk Zdráhal, Dr. (člen)
Date of acceptance
2018-05-29
Defence
Dzik: Jak si vysvětlujete zápornou hmotnostní ztrátu na slajdu 8?
Diviš: Prosím o vysvětlení využití techniky ELISA.
Pekař: Jaký byl postup při lyofilizaci kolagenové matrice?
Jaké konstrukční uspořádání lyofilizátoru bylo použito?
Márová: Jak si vysvětlujete nárůst profilerace a pokles viability?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Přístup k plnému textu prostřednictvím internetu byl licenční smlouvou omezen na dobu 3 roku/let