| Περίληψη |
Η αυξανόμενη ζήτηση για βιοσυμβατά οστικά μοσχεύματα τα καθιστά
προτεραιότητα για τους επιστήμονες της μηχανικής ιστών και της
αναγεννητικής ιατρικής. Τις τελευταίες δεκαετίες, υπάρχει αρκετό ενδιαφέρον
για εμφυτεύματα με συγκεκριμένες τοπογραφίες, οι οποίες έχει αποδειχθεί ότι
ρυθμίζουν μηχανικά τη συμπεριφορά και τις λειτουργίες των κυττάρων. Οι
τεχνικές της μαλακής λιθογραφίας παρέχουν την δυνατότητα πιστής
αναπαραγωγής τοπογραφιών πάνω σε επιφάνειες πολυμερών. Πάνω στις
πολυμερικές αυτές επιφάνειες μπορούν να πραγματοποιηθούν κυτταρικές
καλλιέργειες και να μελετηθεί η επίδραση των τοπογραφικών ερεθισμάτων στις
κυτταρικές λειτουργίες. Τα πιο μελετημένα συνθετικά πολυμερή στο πεδίο της
αναγέννησης οστικών ιστών είναι οι αλειφατικοί πολυεστέρες, λόγω του
πλεονεκτήματός τους να επεξεργάζονται εύκολα και να προσαρμόζονται
σύμφωνα με τις ανάγκες. Παρόλα αυτά, εξακολουθούν να υπάρχουν ορισμένα
θέματα που δεν έχουν εξακριβωθεί πλήρως και σχετίζονται με την
οστεοαγωγιμότητα, το χρονικό διάστημα απορρόφησης των ενθεμάτων και τις
τυχόν μεταβολές στις επιφάνειες των πολυμερών που μπορούν να προκληθούν
από μεταβολές του pH.
Σε αυτήν τη διατριβή, το υλικό που επιλέχθηκε για να μελετηθεί είναι η
πολυκαπρολακτόνη (PCL), ένα βιοαποικοδομήσιμο συνθετικό πολυμερές που
έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως για την παραγωγή τρισδιάστατων ικριωμάτων
λόγω της βιοσυμβατότητας, της βιοαποικοδομησιμότητας, της δομικής
σταθερότητας και των εξαιρετικών μηχανικών ιδιοτήτων του. Διεξήχθησαν,
επίσης, κυτταρικές καλλιέργειες με μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα ποντικού
(mMSCs), τα οποία αποτελούν μια σημαντική πηγή κυττάρων για την μηχανική
ιστών λόγω της ικανότητάς τους να αυτό-ανανεώνονται, να πολλαπλασιάζονται
και να διαφοροποιούνται ως προς ένα ευρύ φάσμα κυτταρικών κατηγοριών,
όπως τα χονδροκύτταρα, τα λιποκύτταρα και τα οστεοκύτταρα. Στόχος της
συγκεκριμένης διατριβής είναι η μελέτη της επίδρασης επιφανειών
πολυκαπρολακτόνης με τοπογραφία (χαμηλής και υψηλής τραχύτητας) και
χωρίς τοπογραφία (επίπεδες) στη μορφολογία, την προσκόλληση, τον
πολλαπλασιασμό και την διαφοροποίηση των mMSCs προς οστεοκύτταρα.
Προκειμένου να αυξήσουμε την προσκόλληση των κυττάρων στις επιφάνειες
πολυκαπρολακτόνης, χρησιμοποιήθηκαν ειδικά σχεδιασμένες επιφάνειες με
λέιζερ υπερβραχέος παλμού(ultrafast laser). Η ακτινοβόληση επιφανειών με
λέιζερ υπερβραχέος παλμού θεωρείται απλή, ακριβής και αποτελεσματική
μέθοδος παραγωγής δομών ελεγχόμενης γεωμετρίας. Σε αυτή τη μελέτη,
δημιουργήθηκαν τρεις τύποι επιφανειών πολυκαπρολακτόνης με τη μέθοδο της
μαλακής λιθογραφίας: επίπεδες, χαμηλής τραχύτητας και υψηλής τραχύτητας.
Οι επιφάνειες αυτές αποτελούν πιστή αναπαραγωγή των εκμαγείων που
χαράχθηκαν με ultrafast pulsed laser. Τα τοπογραφικά χαρακτηριστικά και η
ικανότητα διαβροχής των επιφανειών αυτών αξιολογήθηκαν με ηλεκτρονική
μικροσκοπία σάρωσης (SEM) και με μετρήσεις γωνίας επαφής. Προκειμένου
να μελετηθεί η επίδραση των ιδιοτήτων των επιφανειών στη συμπεριφορά των
κυττάρων, τα MSCs καλλιεργήθηκαν σε υποστρώματα πολυκαπρολακτόνης με
τοπογραφία (χαμηλής και υψηλής τραχύτητας) και χωρίς τοπογραφία
(επίπεδα).
Συγκεκριμένα, εξετάστηκε η επίδραση της τοπογραφίας στην οργάνωση του
κυτταροσκελετού (σχήμα του κυττάρου), στην προσκόλληση των κυττάρων και
στη μηχανική μεταγωγή σημάτων σε αυτά. Επιπλέον, μελετήθηκε η ικανότητα
των MSCs, που καλλιεργήθηκαν σε επιφάνειες πολυκαπρολακτόνης με
διαφορετικές τοπογραφίες και ένα ευρύ φάσμα τραχύτητας, να
διαφοροποιηθούν προς οστεοκύτταρα και να παράγουν ασβέστιο. Θεωρείται
ότι τα ειδικά σχεδιασμένα μικρο-περιβάλλοντα πολυκαπρολακτόνης μας δίνουν
την δυνατότητα να επηρεάσουμε την κυτταρική συμπεριφορά και φαίνεται να
είναι πολλά υποσχόμενα για τον τομέα της μηχανικής οστών και της
αναγεννητικής ιατρικής στο μέλλον.
|
Αναζήτηση
