Vývoj penových nosičov na báze kolagénu a hydroxyapatitu s mikročasticami s inkorporovaným peptidom na podporu osteogénnej diferenciácie mezenchymálnych kmeňových buniek

Development of peptide-incorporated collagen-hydroxyapatite microparticle-based foam carriers to promote osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells

abstrakt

slovenština

Hojenie kostných defektov, je často komplikované a zdĺhavé, čo zvyšuje náklady na liečbu a predlžuje čas rekonvalescencie. Cieľom tkanivového inžinierstva a regeneratívnej medicíny je urýchlenie a zefektívnenie hojenia takýchto defektov využitím materiálov so špecifickými vlastnosťami. Táto štúdia sa zaoberá vývojom nosičov na báze kolagénových pien s hydroxapatitom a mikročasticami s inkorporovaným osteogénnym peptidom. Elektrostatickým zvlákňovaním boli pripravené nanovlákna z polykaprolaktónu (PCL), alebo zo zmesi kolagénu a pulullanu (CP), do kterých bol uzavretý osteogénny peptid P6 (Z nanovláken boli kryogénnym mletím pripravené mikročastice. Do definovanej suspenzie kolagénu (0,5 hm%) bola počas chladenia a miešania pridávaná vodná suspenzia hydroxyapatitu (HAp) do 50 hm%. Do homogenizovanej zmesi boli pridané častice CP/PCL s inkorporovaným peptidom a tieto boli zosieťované a lyofilizované. In vitro testovanie osteogénnej diferenciácie kmeňových buniek z kostnej drene (MSC) kultivovaných na týchto penových nosičoch prebiehalo 28 dní v médiu s osteogénnymi supementami (β-glycerolfosfát, askorbát, dexametazón). Kontrolná kultúra pozostávala z buniek kultivovaných na plaste v rovnakom médiu s/bez pridaného P6. Sledované boli metabolická aktivita, proliferácia, aktivita alkalickej fosfatázy (ALP), génová expresia vybraných kostných markerov pomocou qPCR a distribúcia buniek na nosičoch. Všetky pripravené nosiče podporili adhéziu, aktivitu ALP, proliferáciu a do istej miery aj osteogénnu diferenciáciu MSC. Signifikantný efekt osteogénneho peptidu P6 však pozorujeme iba keď je v priamom kontakte s bunkami, teda v kultivačnom médiu.

The healing of bone defects is often complicated and lengthy, which increases the cost of treatment and prolongs the recovery time. The goal of tissue engineering and regenerative medicine is to speed up and improve the healing of such defects by using materials with specific properties. This study deals with the development of carriers based on collagen foams with hydroxapatite and microparticles with incorporated osteogenic peptide. By electrostatic spinning, nanofibers were prepared from polycaprolactone (PCL) or from a mixture of collagen and pullulan (CP), in which the osteogenic peptide P6 was enclosed (microparticles were prepared from the nanofibers by cryogenic grinding. The defined collagen suspension (0.5 wt%) was added during After cooling and mixing, an aqueous suspension of hydroxyapatite (HAp) was added to the homogenized mixture and the CP/PCL particles were cross-linked and lyophilized foam carriers were kept for 28 days in medium with osteogenic supplements (β-glycerol phosphate, dexamethasone). The control culture consisted of cells cultured on plastic with/without added P6. Metabolic activity, proliferation, alkaline phosphatase activity (ALP) were monitored. , gene expression of selected bone markers by qPCR and cell distribution on the carriers All prepared carriers supported MSC adhesion, ALP activity, proliferation and to some extent osteogenic differentiation. However, we observe a significant effect of the osteogenic peptide P6 only when it is in direct contact with the cells, i.e. in the culture medium.

kolagen, polykaprolakton, peptid, nanočástice, skafold, mezenchymální kmenové buňky, chondrogenní suplementy

ŠEBOVÁ, E.; KLUSÁČEK RAMPICHOVÁ, M.; PAVLIŇÁKOVÁ, V.; BUZGO, M.; BRTNÍKOVÁ, J.; VOJTOVÁ, L.; FILOVA, E.

25. 4. 2024

Praha

978-80-01-07293-6

Bioimplantologie a regenerativní medicína 2024

1. eletronikcé

48

48

59

https://921c88450d.clvaw-cdnwnd.com/17e12706bb26b88046060a8921d16f31/200000499-73ed673ed8/bioimplantologie_2024_sbornik.pdf?ph=921c88450d