Imunokompatibilita plazmochemicky funkcionalizovaných povrchů

Bc. Jana Bartošíková

Diplomová práce

Immunocompatibility of plasmochemically functionalized surfaces

Anotace:

Biomateriály jsou navrženy pro interakci s živými tkáněmi a jsou využívány pro terapeutické nebo diagnostické účely v medicíně. Jejich snášenlivost v těle příjemce, biokompatibilitu, je potřeba před první aplikací nového biomateriálu důkladně prozkoumat. Jeden z nejdůležitějších parametrů, ovlivňující přijetí biomateriálu tělem příjemce, je jeho povrch. Většina syntetických biomateriálů má po svém zhotovení značně hydrofobní povrch, což je nežádoucí. Aby byla zlepšena biokompatibilita biomateriálů, bývají jejich povrchy dále modifikovány. V této studii je zkoumána povrchová úprava aminovými a karboxylovými plazmovými polymery z hlediska imunokompatibility. Pro studium byly použity makrofágy diferencované z monocytární linie THP-1. Makrofágy byly kultivovány na plazmochemicky funkcionalizovaných površích a následně byla zhodnocena jejich polarizace do pro-zánětlivého M1 nebo pro-regeneračního M2 fenotypu. Dle mRNA exprese M1 a M2 specifických markerů a produkce prozánětlivého cytokinu TNF-α bylo zjištěno, že aminové plazmové polymery snižují pro-zánětlivou odpověď makrofágů, zatímco karboxylové plazmové polymery mají na zánětlivou odpověď jen minimální vliv. Tyto výsledky podporují vhodnost plazmochemicky funkcionalizovaných povrchů pro využití v medicínských aplikacích.

Abstract:

Biomaterials have been engineered to interact with living tissues and they are used for therapeutic and diagnostic purposes in medicine. The tolerability of the recipient's body to biomaterial, biocompatibility, needs to be thoroughly investigated before the first application of a new biomaterial. One of the most important factors influencing biocompatibility is the material surface. Most synthetic biomaterials share an undesirable common trait – a hydrophobic surface. Therefore, their surfaces are further modified to improve biocompatibility. This thesis examines surface modifications with amine and carboxyl plasma polymers for immunocompatibility. Macrophages differentiated from monocytic cell line THP-1 were used. They were cultured on plasmachemically functionalized surfaces and subsequently their polarization into pro-inflammatory M1 or pro-regenerative M2 macrophages was evaluated. According to mRNA expression of M1 and M2 specific markers and production of pro-inflammatory cytokine TNF-α, it was discovered that amine plasma polymers reduce the pro-inflammatory response of macrophages, while carboxyl plasma polymers have only a minimal effect on the inflammatory response. These results support the suitability of plasmachemically functionalized surfaces for use in medical applications.

Keywords

imunokompatibilita, M1 makrofágy, M2 makrofágy, reakce na cizorodé těleso, biomateriály, plazmové polymery, funkcionalizace povrchů, immunocompatibility, M1 macrophages, M2 macrophages, foreign body reaction, biomaterials, plasma polymers, surface functionalization

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 4. 1. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 7. 2. 2023
• Vedoucí: Mgr. Jiřina Medalová, Ph.D.
• Oponent: Mgr. Gabriela Ambrožová, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Experimentální biologie živočichů a imunologie / Imunologie