Moderní obor biomateriálů a tkáňového inženýrství se úspěšně rozvíjí i na Fyziologickém ústavu.Umělé materiály jsou stále častěji využívány pro konstrukci náhrad poškozených tkání a orgánů.

Rozvíjí se nová progresivní mezioborová disciplina tkáňového inženýrství, která využívá poznatků a metod technických a biologických věd. Klade si za cíl zkonstruovat takové náhrady, ve kterých umělý materiál hraje roli přirozené extracelulární matrix a řídí funkce buněk až k regeneraci poškozené tkáně. Moderní obor biomateriálů a tkáňového inženýrství se úspěšně rozvíjí i na Fyziologickém ústavu. Ve spolupráci s AGH University of Science and Technology v Krakově jsme jako materiálovou složku potenciálních náhrad poškozené kostní tkáně použili polysulfon vyztužený uhlíkovými nanotrubičkami. Tyto nanotrubičky jednak zlepšily mechanické vlastnosti materiálu, jednak podpořily adhezi, rozprostření, životaschopnost a růst kostních buněk (obr. 1). Sehrála v tom zřejmě roli povrchová nanostruktura materiálu způsobená vyčnívajícími nanotrubičkami, ale příznivě se mohla uplatnit i elektrická vodivost nanotrubiček. Je známo, že elektricky vodivé materiály podporují adhezi, růst, diferenciaci i další projevy buněk i bez aktivní elektrické stimulace, i když průchod elektrického proudu materiálem by zřejmě dále vylepšil námi sledované funkce buněk.  

A                                                                 B

C                                                                 D

Obr. 1. Lidské kostní buňky linie MG-63 v třídenních kulturách na polysulfonových fóliích obohacených jednostěnnými uhlíkovými nanotrubičkami ve formě nanorohů (A, B) nebo mnohostěnnými uhlíkovými nanotrubičkami (C, D), obojí v koncentraci 2 hmotnostních %. Po obarvení komerčně dostupným kitem LIVE/DEAD (A, C) vykazují prakticky všecky buňky zelenou fluorescenci, tj. mají vysokou životaschopnost, projevující se aktivitou enzymů esteráz. Jen ojediněle nalézáme červeně obarvené buňky, tj. mrtvé buňky s poškozenou buněčnou membránou. Buňky na obou materiálech jsou dobře rozprostřené a mají dobře vyvinutý vláknitý beta-aktinový cytoskelet (B, D). Měřítko je 1 mm (A, C) nebo 50 μm (B, D).

Významný výsledek Fyziologického ústavu AV ČR v roce 2014 – Dr. Bačáková a kol.

Human osteoblast-like MG 63 cells on polysulfone modified with carbon nanotubes or carbon nanohorns

By: Stankova, Lubica; Fraczek-Szczypta, Aneta; Blazewicz, Marta; Filova, Elena; Blazewicz, Stanislaw; Lisa, Vera; Bacakova, Lucie

CARBON  Volume: 67   Pages: 578-591   Published: FEB 2014

IF = 5.868