Szymczyk P., Ziółkowski G., Mazgajczyk E., Chlebus E., Junka A.F.

Patrycja SZYMCZYK, Grzegorz ZIÓŁKOWSKI, Emilia MAZGAJCZYK, Edward
CHLEBUS, CAMT/ Katedra Technologii Laserowych, Automatyzacji i Organizacji
Produkcji, Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska, Wrocław
Adam Feliks JUNKA, Danuta SMUTNICKA, Zakład Mikrobiologii Farmaceutycznej
i Parazytologii Akademii Medycznej we Wrocławiu, Wrocław
OCENA MIKROSKOPOWA ADHEZJI OSTEOBLASTÓW hFOB 1.19
DO STRUKTUR POLIMEROWYCH (PLA)
MICROSCOPIC EVALUATION OF THE HUMAN OSTEOBLASTS
hFOB 1.19 ADHESION TO POLYMER STRUCTURES (PLA)
Słowa kluczowe: skafoldy, polilaktyd (PLA),technologie addytywne, CT,
in vitro
1. WSTĘP
Inżynieria tkankowa to interdyscyplinarna dziedzina nauki wykorzystywana w leczeniu
ubytków tkanek poprzez projektowanie i produkowanie rusztowań komórkowych
(skafoldów). Skafoldy zasiedlone komórkami to materiały kościozastępcze o zróżnicowanej
strukturze, których celem jest uzupełnienie ubytku kostnego, powstałego na skutek urazu lub
procesu chorobowego. Aktualnie w rekonstrukcji kości stosowane są materiały metalowe,
ceramiczne, polimerowe i kompozytowe. Podstawową cechą, którą muszą spełniać wszystkie
typy materiałów przeznaczonych do implantacji jest biokompatybilność, która umożliwia
wytworzenie połączenia na granicy implant-tkanka bez wywoływania reakcji alergicznych
i cytotoksycznych [1].Zaprojektowanie podłoża spełniającego podane funkcje wymaga
kształtowania szeregu właściwości obejmujących fizycznei chemiczne cechy stosowanego
biomateriału oraz wybór odpowiedniej struktury przestrzennej [2,3].W niniejszym
opracowaniu przedstawiono wyniki badań własności biologicznych,formowanych
przestrzennie strukturz polilaktydu.
2. MATERIAŁ I METODA
Do budowy trójwymiarowych rusztowań (Rys.1a) wybrano biodegradowalny oraz
biokompatybilny materiał polimerowy PLA (polilaktyd), który następnie przetworzono przy
użyciuurządzenia REP-RAP [4]. Obraz wytworzonej próbki uzyskany w wyniku analizy za
pomocą tomografii technicznej przedstawiono na rysunku 1 b,c.
Rys.1. a) Obrazwytworzonej struktury skafoldu, b) Analiza za pomocą CT - przekrój 2D,
c) Rekonstrukcja CT – widok 3D
XII Konferencja Naukowa Majówka Młodych Biomechaników im. prof. Dagmary Tejszerskiej
s. 132
Zastosowanie technologii addytywnych do wytwarzania skafoldówgwarantuje dowolność
kształtowania geometrii struktur i zapewnia powtarzalność procesu. Konstrukcja rusztowania
powinna umożliwić adhezję i rozpłaszczenie się komórek w pierwszym etapie hodowli oraz
dalszy wzrost i utworzenie w pełni funkcjonalnej tkanki. W celu weryfikacji przydatności
wytworzonych struktur do zastępowania powstałych ubytków tkanek kostnych, a przede
wszystkim określenia stopnia adhezji komórek do powierzchni, przeprowadzone zostały testy
in vitro z udziałem linii prawidłowych ludzkich osteoblastów hFOB 1.19, pochodząca
z kolekcji ATCC CRL-11372 (Amerykańska Kolekcja Hodowli Komórek).
Ocenę wizualną rozwoju hodowli prowadzono na podstawie obserwacji mikroskopem
świetlnym (LM), natomiast bioakceptowalność testowanych struktur potwierdzano poprzez
obserwację wzrostu komórek na badanych materiałach za pomocą skaningowego mikroskopu
elektronowego (SEM).
3. WYNIKI
Analiza mikroskopowa powierzchni struktur PLAinkubowanych w obecności
osteoblastów przez 30 dni ujawniła, że wytworzone próbki charakteryzuje wysoką zdolność
do adhezji komórek (Rys.2).
Rys.2. Komórki osteoblastów po 30 dniowej inkubacji na powierzchniach
skafoldówpolimerowych, SEM
W trakcie obserwacji ujawnione zostały pojedyncze komórki, a miejscami także
niewielkie grupy komórek, zasiedlające wnętrze próbek.Badania wykazały wysoką
biokompatybilność skafoldów polimerowych wytworzonych w opisywanej technologii
przyrostowej bazującej na urządzeniu REP-RAP.
LITERATURA
[1] S. Błażewicz, L.Stoch, Biomateriały, Tom 4 Monografii pod redakcją M. Nałęcza
„Biocybernetyka i Inżynieria Biomechaniczna”, 1999, Akademicka Oficyna Wydawnicza
EXIT, Warszawa
[2] X. Liu, P. X. Ma, Polymeric Scaffolds for Bone Tissue Engineering, Annals of
Biomedical Engineering 32, 3, 2004,s.477–486
[3] C. M. Agrawal, R. B. Ray, Biodegradable polymeric scaffolds for musculoskeletal tissue
engineering,J Biomed Mater Res 55, 2001, s.141–150
[4] E. Mazgajczyk, P.Szymczyk, E.Chlebus, Zastosowanie technologii REP-RAP do
wytwarzania funkcjonalnych struktur z PLA, Aktualne Problemy Biomechaniki, 2014, z.
8, s. 109-114.