Interakce kmenových buněk s materiály

Ing. Kateřina Skopalová

Doctoral thesis

Interaction of stem cells with materials

Abstract:

With the continuing progress in medicine, life expectancy is increasing. Today, due to more advanced technologies and a better understanding of biological systems, it is possible to treat even formerly incurable diseases. Requirements for the replacement of various organs and tissues that have been damaged are also increasing. Thus, in recent years, tissue engineering has primarily focused on the development of three-dimensional constructs - so-called scaffolds. To create such a construct, it is necessary to consider the material properties suitable for a given application, as well as important to select an appropriate cell line. Stem cells are often used in tissue engineering due to their ability to self-renew and differentiate into different cell types. Currently, material characteristics such as chemical composition and surface topography are known to influence stem cell behaviour. It is also necessary to pay attention to the presence of biochemical substances in the culture medium, which are added either purposefully (growth factors) or are released from the biomaterial. The subject of this research was to investigate the effect of the abovementioned properties of biomaterials on cell lines, such as mouse fibroblasts, embryonic stem cells, and induced pluripotent stem cells. All cell-material interactions were tested in vitro in cell culture laboratories.

Abstract:

S pokrokem medicíny je čím dál více prodlužováná doba života. Dnes je díky novějším technologiím a lepšímu porozumnění biologických systémů možno léčit i dříve nevyléčitelná onemocnění. Požadavky na náhrady orgánů a tkání, které byli nějak poškozeny jsou stále vyšší. Tkáňové inženýrství je tedy v posledních letech primárně zameřeno na vývoj trojrozměrných konstruktů neboli scaffoldů. Při vytváření takového konstruktu je třeba zvážit materiálové vlastnosti vhodné pro danou aplikaci, stejně tak je důležité vybrat funkční buněčnou línii. V tkáňovém inženýrství se často uplatňují kmenové buňky díky své schopnosti sebeobnovy a diferenciace do různých buněčných typů. Materiálové charakteristiky jako je chemické složení a topografie povrchu ovlivňují chování kmenových buněk. Stejně tak je třeba věnovat pozornost přítomnosti biochemických látek v kultivačním mediu, které jsou přidány buď účelně (růstové faktory) nebo jsou uvolňovány z biomateriálu. Předmětem této práce je zkoumání právě vlivu těchto vlastností na buněčné linie, jako jsou myší fibroblasty, embryonální kmenové buňky či indukované pluripotentní kmenové buňky. Veškeré interakce buněk s materiály byly testovány in vitro v laboratořích buněčných kultur.

Keywords

tkáňové inženýrství, biomateriály, kmenové buňky, interakce, topografie

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 6. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 26. 8. 2021

Tomas Bata University in Zlín

Tomas Bata University in Zlín

Doctoral programme / field:
Material Sciences and Engineering / Biomaterials and Biocomposites