Hodnocení buněčného chování v závislosti na odlišné mikro/nanostrukturaci povrchu slitin titanu.

Bc. Michaela Krchová

Master's thesis

Evaluation of cellular behavior depending on different micro/nanostructure of titanium alloy surface.

Anotácia:

Tato práce se zaměřuje na chování osteoartrotické a fyziologické lidské buněčné linie osteoblastů na různých površích biokompatibilního materiálu používaného pro výrobu umělých náhrad. V posledních letech se do popředí dostávají kostní implantáty vyrobené pomocí metody 3D tisku, jejíž největší výhodou je personalizace dané náhrady přímo na míru pacientovi. V práci byl srovnán povrch komerčně dostupného plíšku čistého titanu s 3D vytištěnou slitinou TiAl6V4, která byla dále modifikována broušením a leštěním. Pro zhodnocení stavu materiálu bylo využito metalografického stanovení vnitřní mikrostruktury a měření mapy povrchové mikrotvrdosti. Cílem práce je dále stanovení proliferace a viability osteoblastů, a to fluorescenčně pomocí Resazurin assay. Adheze buněk byla sledována skenovacím elektronovým mikroskopem (SEM). V posledním kroku jsou sledovány změny expresního profilu mRNA vybraných genů pomocí kvantitativní polymerázové řetězové reakce (RT-qPCR).

Abstract:

This diploma thesis is focusing on the behavior of an osteoarthritic and physiological human osteoblastic cell line on different biocompatible material surfaces used for the production of prostheses. In recent years, using the 3D printing method for bone implants is more and more common. The biggest advantage of this method is its personalization of the replacement directly tailored to the patient. The thesis compares the surfaces of a commercially available pure titanium with a 3D printed TiAl6V4 alloy, which was further modified by grinding and polishing. The evaluation of the state of the material was determined by the usage of a metallographic assessment of the internal microstructure and by measuring the surface microhardness map. The goal of this thesis is to evaluate the proliferation and viability of osteoblasts fluorescently with a Resazurin assay. Cell adhesion was assessed by scanning electron microscope (SEM). In the last step, changes in the mRNA expression profile of selected genes were measured by using a Real-time quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR).

Kľúčové slová

Titanové implantáty, 3D tisk, osteoblasty, povrchové modifikace, drsnost povrchu, resazurin assay, genová exprese, COL1A1, ALPL, Titanium implants, 3D printing, osteoblasts, surface modifications, surface roughness, gene expression

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 23. 8. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 8. 9. 2022
• Vedúci: prof. RNDr. Monika Pávková Goldbergová, Ph.D.
• Oponent: Mgr. Jiří Pacherník, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / odbor:
Experimental Animal Biology and Immunology / Physiology