Nanofibrous vascular grafts

Abstract

V současnosti není v klinické praxi cévní náhrada s vnitřním průměrem pod 6 mm, která by spolehlivě fungovala v dlouhodobém horizontu. Disertační práce se zabývá přípravou maloprůměrových cévních náhrad z biodegradabilních polymerů, které jsou testovány jako potenciálně vhodné materiály pro přípravu tkáňových nosičů pro vaskulární cévní systém. Hlavní myšlenkou tkáňového inženýrství je napodobování přirozeného prostředí - mezibuněčné hmoty. Proto byla ideální cévní náhrada navržena jako dvouvrstvá tubulární struktura s definovanou morfologií vláken. Tato definovaná struktura byla vytvořena elektrostatickým zvlákňováním polykaprolaktonu (PCL). Podobnost morfologie vláken s mezibuněčnou hmotou předpokládá, že po implantaci do organismu proběhne regenerace funkční tkáně. Kromě polymeru polykapronu byl testován polymer ze stejné třídy polyesterů - kopolymer polylatidu a polykaprolaktonu (PLC 70/30). Cévní náhrada připravená z toho polymeru byla tvořena pouze jednou vrstvou. Pro porovnání vlastností polymerů byla provedena charakterizace obou elektrostaticky zvlákněných materiálů. Kopolymer PLC je mírně hydrofilnější než polykaprolakton. Termické vlastnosti obou polymerů se značně liší. Zatímco kopolymer PLC je převážně amorfní s teplotou tání okolo 110řC, polykaprolakton je semikrystalický polymer s...

There is a pressing need to develop vascular graft since no clinically available appropriate prosthesis with inner diameter less than 6 mm works in a long term after implantation. In the thesis, blood vessel substitutes made from biodegradable polymers were created and characterized as potential candidates for such a medical device. The idea of tissue engineering scaffolds is based on mimicking natural environment - extracellular matrix therefore ideal bypass graft was designed as double layered structure with defined morphology of each layer. The proposed structure was created by electrospinning of polycaprolactone (PCL). The morphology of the resulting fibers resembled inner and medial layer of native arteries suggesting that this similarity will help body to regenerate functional tissue after implantation. Besides PCL, novel polymer from the same group of polyester - copolymer polylactide-polycaprolactone (PLC 70/30) was electrospun into a tubular form. Vascular graft made from copolymer PLC created only single layered prosthesis. Further tests were conducted with both presented electrospun materials in order to compare their bulk and surface properties. Copolymer PLC was slightly more hydrophilic than polycaprolactone. Thermal behavior revealed that copolymer is mostly amorphous with melting...