Tkáňové inženýrství

Optimalizace tisknutelnosti a mechanických vlastností biokompozitních směsí poly(3-hydroxybutyrátu) a biologická odezva buněk Saos-2

Studie se zaměřuje na vývoj a optimalizaci materiálů určených pro 3D tisk nosičů pro kostní tkáňové inženýrství. Použité kompozity vycházely z polyhydroxybutyrátu (PHB), který byl doplněn o kyselinu polymléčnou (PLA), hydroxyapatit, plastifikátor a polyvinylalkohol (PVA) (připravený na VUT v Brně, Ústav chemie materiálů). Na 3D tištěných nosičích jsme hodnotili metabolickou aktivitu, proliferaci a osteogenní diferenciaci buněk Saos-2 během 21 dní. Nejlepší buněčnou odpověď vykazovaly směsi s vyšším obsahem hydroxyapatitu a nižším množstvím plastifikátoru, které podporovaly i zvýšenou mineralizaci. Výsledky potvrzují, že optimalizované PHB kompozity mají vysoký potenciál pro aplikace v kostní regeneraci.

Publikace:

Štěpán Krobot, Přemysl Menčík, Kateřina Chaloupková, Ján Bočkaj, Sára Vach Agócsová, Michala Klusáček Rampichová, Věra Hedvičáková, Pavol Alexy, Radek Přikryl, Veronika Melčová. Optimizing printability and mechanical properties of poly(3-hydroxybutyrate) biocomposite blends and their biological response to Saos-2 cells. International Journal of Bioprinting 2025, 11(1), 400–417. https://doi.org/10.36922/ijb.5175

Spolupracující subjekt:

• Ústav chemie materiálů, Fakulta Chemická, VUT Brno Brno, ČR;
• Fakulta chemickej a potravinárskej technológie Slovenskej technickej univerzity v Bratislave, SR

Nanovlákenný hybridní nosič z organosilanů podporující buněčnou adhezi a proliferaci

V této studii byl testován organosilanový nanovlákenný (NFs) materiál vyrobený z N,N´-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)oxamid (BTPO) metodou elektrostatického zvlákňování. BTPO NFs vykazoval v porovnání s polykaprolaktonovým a tetraethoxysilanovými NFs nosiči dobrou proteinovou adsorpci i buněčnou proliferaci a zanedbatelnou cytotoxicitu. BTPO NFs je proto slibným materiálem pro využití v medicíně. Jednoduchý postup syntézy BTPO zamezuje komplikacím, které se mohou objevit u vícesložkových materiálů.

Publikace:

Hobbs C., Kulhankova J., Holubová B., Mahun A., Kobera L., Erben J., Hedvicakova V., Hauzerova S., Rysova M., Makova V., Hybrid organosilane nanofibre scaffold formation supporting cell adhesion and growth, Journal of Materials Science. 2024; 59:19612–19627, https://doi.org/10.1007/s10853-024-10324-0

Postupné uvolňování alendronátu pro léčbu nadkriticky velkých kostních defektů u osteoporotických a kontrolních potkanů

Osteoporóza je rozšířené závažné onemocnění, jehož standardní léčba spočívá v systematickém podávání bisfosfonátů, nejčastěji alendronátem (ALN). Systematická léčba je ale spojena s nežádoucími vedlejšími účinky. V této studii jsme vyvinuli nosič z polykaprolaktonu/nanohydroxyapatitu s uzavřeným ALN, pro lokální uvolnění léčiva přímo v místě poškození kosti. ALN se z nosiče postupně uvolňoval po více než 22 dní. In vivo studie prokázala účinek uvolněného ALN, který podporoval novotvorbu kosti v okolí implantovaného nosiče.

Publikace:

Hedvičáková, V., Žižková, R., Buzgo, M., Vištejnová, L., Klein, P., Hovořáková, M., Bartoš, M., Steklíková, K., Luňáčková, J., Šebová, E., Paurová, I., Rysová, M., Filová, E., & Rampichová, M. (2023). The Gradual Release of Alendronate for the Treatment of Critical Bone Defects in Osteoporotic and Control Rats. International journal of nanomedicine, 18, 541–560. https://doi.org/10.2147/IJN.S386784

Vliv metody izolace osteoblastů z dospělých potkanů na osteoklastogenezi v ko-kultuře

Buněčné ko-kultury představují budoucnost in vitro studií důležitých pro testování tkáňových náhrad a výzkum nemocí. Při vývoji ko-kultury osteoblastů a osteoklastů byl zkoumán vliv metody izolace osteoblastů na tvorbu osteoklastů. Bylo zjištěno, že metoda izolace explantátovou kulturou indukuje vznik vyššího počtu osteoklastů, s větší rozlohou než metoda explantátové kultury s enzymatickým ošetřením.

Publikace:

Žižková, R., Hedvičáková, V., Blahnová Hefka, V., Sovková, V., Rampichová, M., Filová, E.: (2022) The Effect of Osteoblast Isolation Methods from Adult Rats on Osteoclastogenesis in Co-Cultures. International Journal of Molecular Sciences. 23(14):7875.

Použití keramického/biopolymerního hybridního implantátu obohaceného o hyperstabilní fibroblastový růstový faktor 2 pro mezitělovou fúzi bederní páteře – studie na modelu prasete

Stabilizovaný fibroblastový růstový faktor-2 (FGF2-STAB®), s funkčním poločasem rozpadu více než 20 dní při 37 °C, byl použit v kombinaci s bioresorbovatelným nosičem pro mezitělovou fúzi bederní páteře na modelu prasete. Kvalita fúze páteře ošetřené nosičem obsahujícím anorganický hydroxyapatit, trikalciumfosfát s organickým kolagenem, oxidovanou celulózou a FGF2-STAB®, vykazovala po 16 týdnech lepší kvalitu v porovnání s kontrolním defektem ošetřeným autologním graftem.

Publikace:

Krticka, M., Planka, L., Vojtová, L., Nekuda, V., Šťastný, P., Sedláček, R., Brinek, A., Kavková, M., Gopfert, E., Hedvičáková, V., Rampichová, M., Křen, L., Lišková, K.,Ira, D., Dorazilová, J., Suchý, T., Zikmund, T., Kaiser, J., Starý, D., Faldyna, M., Trunec, M.: (2021) Lumbar Interbody Fusion Conducted on a Porcine Model with a Bioresorbable Ceramic/Biopolymer Hybrid Implant Enriched with Hyperstable Fibroblast Growth Factor 2. Biomedicines. 9(7): 733. doi: 10.3390/biomedicines9070733. PMID: 34202232; PMCID: PMC8301420.