Studium interakce polyesterových vlákenných materiálů s proteiny a buňkami

Bc. Veronika Voláková

Master's thesis

Study of interaction of polyester fiber materials with proteins and cells

Abstract:

Mikro/nanovlákenné biodegradabilní materiály jsou v poslední době hojně diskutovány v oblasti tkáňového inženýrství. Uplatnění nacházejí jak z pohledu řízené dopravy léčiv, tak v podobě tkáňového nosiče, který je vložen do těla pacienta, a poskytuje potřebné podmínky pro obnovu poškozené tkáně (např. cév, kostí, chrupavek). Nedílnou součástí správné odezvy organismu na tkáňový nosič je interakce mezi buňkami a scaffoldem, jejíž součástí je interakce materiálu s proteiny. Tato práce se zabývá studiem vlivu morfologie a chemického složení polyesterových vlákenných materiálů na adsorpci proteinů a následnou buněčnou adhezi a proliferaci. Elektrostaticky zvlákněné materiály byly charakterizovány z hlediska morfologie (průměrů vláken) a smáčivosti. Dále byla hodnocena adsorpce slabě a silně vázaných proteinů na materiálech. Buněčná adheze a proliferace byla zkoumána pomocí 3T3 myších fibroblastů testem viability, skenovací elektronovou mikroskopií a fluorescenční mikroskopií. Ze získaných výsledků je patrný určitý trend mezi adsorpcí proteinů a interakcí materiálu s buňkami. Pozorujeme lepší buněčnou proliferaci na materiály s vyšší adsorpcí proteinů (zejména silně vázaných). Nejvyšších hodnot adsorpce proteinů a buněčné proliferace nabýval materiál PLA. Materiály s nižší adsorpcí proteinů (zejména PCL) podporují růst buněk znatelně méně.

Abstract:

Micro/nanofiber biodegradable materials are widely discussed in the field of tissue engineering. They could be applied in controlled transport of medicines and in the form of a scaffold which would be inserted into the patient's body and provide the necessary conditions for recovery of damaged tissue (e.g. blood vessels, bones, cartilage). An integral part of the organism's correct response to a scaffold is its interaction with cells which includes the interaction of material with proteins. This thesis deals with the study of the influence of morphology and chemical composition of polyester fibrous materials on protein adsorption and consecutive cell adhesion and proliferation. Electrospun materials were characterized in terms of morphology (fibers diameter) and wettability. Furthermore, the adsorption of weakly and strongly bound proteins on materials was evaluated. Cell adhesion and proliferation were examined using 3T3 mouse fibroblasts by viability assay, scanning electron microscopy and fluorescence microscopy. The obtained results show a certain trend between protein adsorption and the interaction of material with cells. We observe better cell proliferation on materials with higher protein adsorption (especially strongly bound). Material PLA acquires the highest values of protein adsorption and cell proliferation. Materials with lower protein adsorption (especially PCL) support cell growth significantly less.

Keywords

Tkáňové inženýrství, elektrostatické zvlákňování, polyestery, adsorpce proteinů, in-vitro testování

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 5. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Věra Jenčová, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Textile Engineering

Master programme / field:
Textile Engineering / Nonwoven and Nanomaterials