Scaffoldy pro tkáňové inženýrství

Bc. Kristýna Valášková

Master's thesis

Scaffolds for tissue engineering

Abstract:

Tkáňové inženýrství je interdisciplinární obor, který aplikuje principy inženýrství a biologických věd na vývoj biologických náhražek, které obnovují, udržují nebo zlepšují funkci tkáně či celého orgánu. Tato specializace se vyvinula z oblasti vývoje biomateriálů a týká se kombinování tkáňových nosičů, buněk a biologicky aktivních molekul do funkčních tkání. Polymerní scaffoldy mají mnoho různých funkcí v oblasti tkáňového inženýrství. Používají se jako trojrozměrné struktury představující podněty pro organizaci buněk a směrování tvorby požadované tkáně. Scaffoldy jsou navrženy tak, aby ovlivňovaly fyzikální, chemické a biologické prostředí obklopující buněčnou populaci. Bez ohledu na typ tkáně je při navrhování nebo určování vhodnosti scaffoldu pro použití v tkáňovém inženýrství důležitá řada klíčových vlastností: biokompatibilita, biodegradabilita, mechanické a chemické vlastnosti a také samotná struktura scaffoldu. V této diplomové práci se zaměřujeme na práci s vodivými polymery a návrh vodivých polymerních biomateriálů ve formě kryogelů a jejich následné testování pomocí tkáňových kultur a charakterizaci za účasti materiálových technik. Kryogely jsou lákavým typem scaffoldů, díky své strukturní podobnosti s extracelulární matrix mnoha tkání, mohou být často zpracovány za relativně mírných podmínek a nejsou dodávány invazivním způsobem. Proto jsou kryogely použity jako technické tkáňové náhrady a v řadě dalších aplikací.

Abstract:

Tissue engineering is an interdisciplinary field that applies the principles of engineering and life sciences toward the development of biological substitutes that restore, maintain, or improve tissue function or a whole organ. This specialization evolved from the field of biomaterials development and refers to combining scaffolds, cells, and biologically active molecules into functional tissues. Polymer scaffolds have many different functions in the field of tissue engineering. They are applied as three-dimensional structures that organize cells and present stimuli to direct the formation of a desired tissue. Tissue engineering scaffolds are designed to affect the physical, chemical and biological environment surrounding the cell population. Regardless of the tissue type, a number of key considerations are important when designing or determining the suitability of a scaffold for use in tissue engineering: biocompatibility, biogedradability, mechanical and chemical properties and also scaffold architecture. In this diploma thesis we focus on work with conductive polymers and design of conductive polymeric biomaterials in the form of cryogels and their subsequent testing, characterization using tissue cultures and material techniques. Cryogels are an appealing scaffold material because they are structurally similar to the extracellular matrix of many tissues, can often be processed under relatively mild conditions, and may be delivered in a minimally invasive manner. Consequently, cryogels have been utilized as scaffold materials for engineering tissue replacements, and a variety of other applications.

Keywords

scaffoldy, kryogely, biokompatibilita, tkáňové inženýrství, vodivé polymery

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2021

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Zdenka Capáková, Ph.D.

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Master programme / field:
Biomaterials and Cosmetics / Biomateriály a kosmetika