Povrchová enzymatická modifikace polyesterových mikro/nanovlákených tkáňových scaffoldů

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F46747885%3A24210%2F20%3A00008001" target="_blank" >RIV/46747885:24210/20:00008001 - isvavai.cz</a>

Nalezeny alternativní kódy

RIV/46747885:24510/20:00008001 RIV/46747885:24620/20:00008001

Výsledek na webu

<a href="https://www.irsm.cas.cz/ext/biomaterialy/" target="_blank" >https://www.irsm.cas.cz/ext/biomaterialy/</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Povrchová enzymatická modifikace polyesterových mikro/nanovlákených tkáňových scaffoldů

Popis výsledku v původním jazyce

ÚVOD: Adheze buněk je primárně ovlivněna strukturou a chemií povrchu vlákenných scaffoldů. Vhodná modifikace vlákenného povrchu by proto mohla být prospěšná pro adhezi buněk. Tato studie tedy byla zaměřena na modifikaci mikro/nanovlákenného povrchu planárních vrstev (scaffoldů) připravených z biodegradovatelných alifatických polyesterů částečnou degradací. Cílem bylo porovnat chování testovaných materiálů z hlediska enzymatické degradace a pozitivně ovlivnit interakci těchto vlákenných tkáňových nosičů s buňkami. METODY: Vlákenné vrstvy byly připraveny elektrostatickým zvlákňováním (technologie Nanospider™) PCL, PLCL a směsí obou polymerů v poměru 1:1. Morfologie povrchu byla modifikována enzymaticky katalyzovanou hydrolýzou. Použité enzymy byly zodpovědné za hydrolytické štěpení polymerních řetězců výše uvedených polymerů. Degradace byla katalyzována dvěma enzymy. Lipáza byla použita k štěpení PCL, proteináza K byla použita k štěpení PLCL a blendu. Degradační experiment trval dva dny. U všech materiálů byla provedena povrchová analýza a charakterizace morfologie. VÝSLEDKY: Na SEM snímcích lze jasně vidět významné změny v morfologii vláknitých vrstev, způsobené enzymatickou degradací. Změny u materiálů jsou podpořeny analýzami GPC, DSC i FTIR. Taktéž analýzou smáčivosti. Je důležité poukázat na velmi odlišné chování vláknitých vrstev u jednotlivých polymerů. Interakce vlákenných nosičů s buňkami byla rovněž ovlivněna typem materiálu. (SEM), analýza změny molekulové hmotnosti (GPC), analýza změny krystalinity (DSC), strukturní charakterizace (FTIR analýza) a v neposlední řadě analýza smáčivosti materiálů. Materiály byly také podrobeny in vitro testování s myšími fibroblasty 3T3. DISKUSE A ZÁVĚR: Proces částečné enzymatické degradace, která je řízena přesným loadingem jednotek enzymu v poměru k hmotnosti substrátu, kdy vlivem enzymu dochází ke štěpení polymerních řetězců pouze z povrchu vlákenných vrstev, může ovlivnit morfologii vláken. Tato cílená modifikace může spolu s vhodným typem polymeru nebo polymerního blendu poskytnout příznivé podmínky pro interakci podpůrných vlákenných scaffoldů s buňkami.

Název v anglickém jazyce

Surface Modification of Polyester Tissue Scaffolds by Partial Enzymatic Degradation

Popis výsledku anglicky

INTRODUCTION: Cell adhesion is influenced by structure and chemistry of fibrous scaffolds surface primarily. Therefore, a suitable modification of the fibrous surface could be beneficial for cell adhesion. So this study was focused on the modification of micro/ nanofibrous surface of planar layers (scaffolds) prepared from biodegradable aliphatic polyesters by partial degradation. The aim was to compare the behaviour of tested materials from the point of view of enzymatic degradation and positively influence the interaction of these fibrous tissue carriers with cells. METHODS: Fibrous layers were prepared by electrospinning (NanospiderTM technology) of PCL, PLCL and blend of both polymers in ratio 1:1. The surface morphology was modified by enzymatically catalysed hydrolysis. The used enzymes were responsible for the hydrolytic cleavage of the polymeric chains of the aforesaid polymers. The degradation was catalysed by two enzymes. Lipase was used to cleave PCL, proteinase K was used to cleave PLCL and blend. The degradation experiment lasted for three days. The surface analysis and morphology characterization (SEM), molecular weight change analysis (GPC) and thermal analysis (DSC) were performed with all materials. The materials were also subjected to in vitro testing with 3T3 mouse fibroblasts. RESULTS: Significant changes in the morphology of the fibrous layers caused by enzymatic degradation can be clearly seen on the SEM images (Fig. 1). These results are also supported by the surface analysis, GPC and DSC analysis and it is important to point out the very different behaviour of the fibrous layers at individual polymer. The interaction of fibrous carriers with cell was subsequently affected by the type of material. DISCUSSION & CONCLUSIONS: The process of partial enzymatic degradation, i.e. degradation, which is controlled by accurate loading of enzyme units, so that polymer chains can be cleaved only from the surface of the fibrous layers, can affect the fibre morphology. This targeted modification may, along with the appropriate type of polymer or polymer blend, provide favorable conditions for the interaction of the fibrous supports scaffolds with cells.

Druh

O - Ostatní výsledky

CEP obor

—

OECD FORD obor

21001 - Nano-materials (production and properties)

Projekt

<a href="/cs/project/NV18-01-00332" target="_blank" >NV18-01-00332: Léčba diabetických ran nanovlákennými kryty uvolňujícími složky lyzátu krevních destiček.</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)<br>S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Rok uplatnění

2020

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů