Modifikované polysacharidové hydrogely jako vhodný substrát pro růst buněk

Modified polysaccharide hydrogels as a suitable substrate for cell growth

conference proceedings

Czech

Hydrogely jsou v současnosti velmi oblíbeným materiálem pro tvorbu syntetické extracelulární matrice (ECM), jelikož dokáží simulovat přirozené trojrozměrné (3D) prostředí mnoha měkkých tkání. Na rozdíl od běžně známých materiálů používaných pro tkáňové kultury, jako jsou plast nebo sklo, které vytváří pouze dvourozměrné (2D) prostředí, tyto materiály neumožňují sledovat skutečné chování in vivo a jsou příliš jednoduché na to, aby napodobovaly přirozené buněčné prostředí. Hydrogely se tedy nabízí jako vhodná alternativa ECM, která hraje klíčovou roli ovlivňující buněčnou adhezi, migraci, proliferaci a diferenciaci. Tato práce se zabývá přípravou a charakterizací stabilních hydrogelů na bázi soli karboxycelulózy, která byla vybrána pro svoji biokompatibilitu, biodegradabilitu a cenovou dostupnost. Byly připraveny vzorky hydrogelů, které byly pro zvýšení stability modifikovány a fyzikálně a chemicky síťovány. Následně byl sledován vliv typu modifikace, způsobu síťování a koncentrace na fyzikální (hydrolytická stabilita, transparentnost, reologické vlastnosti) a chemické vlastnosti (Infračervená spektrometrie s Fourierovou transformací – FTIR, nukleární magnetická rezonanční spektroskopie – NMR, termogravimetrická analýza – TGA). Reologická měření prokázala viskoelastické a tixotropní chování připravených hydrogelů. Pomocí FTIR a NMR analýz byla ověřena přítomnost vzniku nových funkčních skupin. A teplotní stabilita byla zjištěna pomocí TGA analýzy. Byly připraveny stabilní transparentní hydrogely, jejichž vlastnosti by mohly poskytnout vhodné prostředí pro buněčný růst. V další fázi experimentů budou hydrogely s nejlepší stabilitou a vhodnými mechanickými vlastnostmi sledovány z hlediska jejich biologických vlastností.

Hydrogels are currently a very popular material for the creation of synthetic extracellular matrix (ECM), as they can simulate the natural three-dimensional (3D) environment of many soft tissues. In contrast to commonly known materials used for tissue culture, such as plastic or glass, which only create a two-dimensional (2D) environment, these materials do not allow observing real in vivo behavior and are too simple to mimic the natural cellular environment. Thus, hydrogels are offered as a suitable alternative to ECM, which plays a key role influencing cell adhesion, migration, proliferation and differentiation. This work deals with the preparation and characterization of stable hydrogels based on carboxycellulose salt, which was chosen for its biocompatibility, biodegradability and affordability. Hydrogel samples were prepared, which were modified and physically and chemically cross-linked to increase stability. Subsequently, the influence of the type of modification, cross-linking method and concentration on physical (hydrolytic stability, transparency, rheological properties) and chemical properties (Fourier transform infrared spectrometry - FTIR, nuclear magnetic resonance spectroscopy - NMR, thermogravimetric analysis - TGA) was monitored. Rheological measurements demonstrated the viscoelastic and thixotropic behavior of the prepared hydrogels. Using FTIR and NMR analysis, the presence of the formation of new functional groups was verified. And the thermal stability was determined by TGA analysis. Stable transparent hydrogels were prepared, the properties of which could provide a suitable environment for cell growth. In the next phase of the experiments, the hydrogels with the best stability and suitable mechanical properties will be monitored for their biological properties.

hydrogel, polysacharidy, karboxymethylceluloza, syntetická extracelulární matrice

hydrogel, polysaccharides, carboxymethyl cellulose, synthetic extracellular matrix

BRTNÍKOVÁ, J.; DEMYDENKO, Y.; ČERNÁ, E.; MICHLOVSKÁ, L.; VOJTOVÁ, L.

19. 9. 2023

České vysoké učení technické v Praze

Praha

978-80-01-07212-7

Biomateriály a jejich povrchy XVI.

1

52

53

97

https://www.irsm.cas.cz/ext/biomaterialy/download/BIOMATERIALY_A_JEJICH_POVRCHY_XVI.pdf