Autonomní systém pro udržení biofyzikálních podmínek potřebných pro kultivaci biologických kultur in vitro

Abstract

Kardiovaskulární onemocnění patří celosvětově mezi hlavní příčiny úmrtí. Operační techniky, zahrnující přemostění, nahrazení nebo plastiku poškozené tkáně, potřebují vhodné štěpy pro tyto operace. Ideálním zdrojem jsou autologně získané štepy, které však vyžadují další invazivní přístup a není jich dostatek nebo nevyhovují z hlediska anatomie. Alogenní štěpy ze zemřelých dárců nejsou ihned k dispozici pro akutní zásahy. Syntetické náhrady vykazují dobré výsledky u velkých tepen, ovšem v pro náhradu cév malého průměru dochází k jejich restenózám a mnohdy vyžadují další reoperaci. Využití metod tkáňového inženýrství pro modifikaci těchto náhrad osídlením pomocí buněk může poskytnou lepší výsledky. Dále decelularizované xenogenní tkáně jsou slibné matrice pro vývoj tkáňově upravených kardiovaskulárních štěpů. Díky decelularizaci je minimalizován jejich imunogenní komplex při zachování vhodné stavební struktury. V kombinaci s rekolonizací vhodnými buňkami za pomoci kultivačních bioreaktorů mohou vzniknout nové funkční kardiovaskulární náhrady. Klíčovými prvky při vytvoření kardiovaskulárních náhrad je endotelizace vnitřního lumenu. Vliv smykového napětí simulovaného v bioreaktoru má pozitivní vliv na modulaci růstu endotelu v kombinaci s vhodným substrátem. Buňky hladkého svalu zase vytváření...

Cardiovascular disease is one of the leading causes of death worldwide. Surgical techniques, including bridging, replacing, or plasticizing damaged tissue, need suitable grafts for these operations. The ideal source is autologously obtained grafts, which, however, require another invasive approach, and there are not enough of them, or they do not meet the optimal anatomical form. Allogeneic grafts from cadaveric donors are not immediately available for acute interventions. Synthetic replacements show good results in large arteries, but restenosis occurs in small diameter vessels and often require further reoperation. The use of tissue engineering methods to modify these replacements by cell colonization may provide their better patency. Furthermore, decellularized xenogeneic tissues are promising matrices for the development of tissue-engineered cardiovascular grafts. Due decellularization the immunogenic complex is minimized while maintaining a suitable building structure. In combination with recolonization with suitable cells using culture bioreactors, new functional cardiovascular replacements can be created. Endothelialization of the inner lumen is a crucial element in the formation of cardiovascular replacements. The effect of shear stress simulated in the bioreactor has a positive effect on...