Cévní a kostní buňky na polymerních strukturách pro tkáňové inženýrství

Abstract

Umělé cévní a kostní protézy jsou konstruovány jako inertní, neumožňující adhezi a růst buněk. Našim cílem bylo připravit materiály na bázi přírodních a syntetických polymerů, které by vytvářely nebo modifikovaly protézy, a testovat bioaktivitu těchto polymerů in vitro. Jako polymery přírodní jsme připravili fibrinové vrstvy o různé tloušťce a hodnotili jsme adhezi, růst a diferenciaci endotelových buněk (EC) na těchto površích. Pozorovali jsme zvýšené rozprostření endotelových buněk na dvourozměrných fibrinových vrstvách a zlepšený růst a maturaci těchto buněk na vrstvách trojrozměrných. Potažení fibrinu kolagenem I nebo fibronektinem dále zvětšilo adhezní plochu a proliferační aktivitu hladkých svalových buněk (VSMC). Syntetické polymery byly konstruovány na bázi blokového kopolymeru poly(DL-laktidu) a polyetylén oxidu (PDLLA-b-PEO), v kterých byl na 5% nebo 20% PEO řetězců navázán oligopeptid Gly-Arg-Gly- Asp-Ser-Gly, tj. ligand pro adhezní receptory buněk. Navázání oligopeptidu na antiadhezivní kopolymer obnovilo adhezi a růst VSMC, a to i v médiu bez séra. Syntetické polymery mohou tudíž sloužit jako umělá extracelulární matrix pro reparaci a regeneraci cév. V naší studii s lidskými kostními buňkami MG 63 kultivovanými na matrici z kopolymeru kyseliny polymléčné a polyglykolové jsme zjistili, že...

Artificial vascular and bone prostheses are engineered as bioinert, not allowing cell attachment and growth. Our aim was to prepare materials based on natural and synthetic polymers that could modify the surface or create the bulk material of prostheses, and test their bioactivity in vitro. We prepared fibrin assemblies of various thicknesses and evaluated the adhesion, growth and differentiation of endothelial cells (EC) on these layers. We observed increased cell spreading on twodimensional fibrin assemblies and improved cell growth and maturation on thick fibrin gels. Fibrin coated with collagen I, or fibronectin, increased the adhesion area and the proliferation activity of vascular smooth muscle cells (VSMC). Synthetic polymers were based on an inert block copolymer of poly(DL-lactide) and polyethylene oxide (PDLLA-b-PEO) in which 5% or 20% of the PEO chains were grafted with Gly-Arg-Gly-Asp-Ser-Gly oligopeptide, a ligand for cell adhesion receptors. Grafting oligopeptide peptide to the cell non-adhesive copolymer restored adhesion and growth of VSMC, even in a serum-free medium. Synthetic polymers could therefore serve as artificial extracellular matrix analogues for vascular tissue repair and regeneration. Our study with human osteoblast-like MG 63 cells cultured in poly(lactic-co-glycolic acid)...