Zastosowanie nanotechnologii w inżynierii tkanki chrzęstnej
Loading...
Date
2024
Authors
Advisor
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
Application of nanomaterials in cartilage tissue engineering
Abstract
Uszkodzenia tkanki chrzęstnej są często występującymi schorzeniami, charakteryzującymi się słabą zdolnością do samodzielnej regeneracji. Dostępne metody leczenia zapewniają niedostateczną rekonwalescencję, poprzez częściową rekonstrukcję, złagodzenie dolegliwości lub interwencję operacyjną polegającą na wprowadzeniu endoprotezy. Jedną z najbardziej obiecujących metod inżynierii biomedycznej jest biodruk 3D, którego celem jest odtworzenie całej struktury narządu wraz z komórkami zapewniającymi prawidłowy metabolizm i funkcjonowanie takiego konstruktu. Głównym wyzwaniem tej technologii w zakresie tkanki chrzęstnej jest uzyskanie odpowiedniej wytrzymałości, która będzie w stanie wytrzymać siły działające w stawach. Nanorurki węglowe należą do nanomateriałów posiadających doskonałe właściwości mechaniczne i mogących służyć jako wzmocnienie struktury biodruku. W niniejszej rozprawie dokonano szerokiej analizy dotyczącej zastosowania w tym kontekście wielościennych nanorurek węglowych. Zbadano wpływ na żywotność komórek w hodowlach komórkowych, oraz konstruktach 3D, przeprowadzono analizę apoptozy, stresu oksydacyjnego, oraz panelu ekspresji genów. Dodatkowo, wykonano testy porównawcze wytrzymałości mechanicznej. Zaprezentowane wyniki przedstawiają nanorurki węglowe jako wartościowy dodatek do rusztowań 3D w kontekście inżynierii tkankowej.
Cartilage tissue injuries are prevalent disorders that are characterized by poor regeneration. The available treatment methods offer insufficientrecovery by means of partial reconstruction, easing the pain or drastic intervention with prosthesis replacement that affects the patients’ quality of life. One of the most promising methods in biomedical engineering is 3D bioprinting which aims at recreation of the whole structure of the organ along with the cells that provide proper metabolic function. The main struggle of this technique in the field of cartilage tissue is obtaining the proper robustness that could bear the forces in the joints. Carbon nanotubes are one of the nanomaterials which have excellent mechanical properties and can serve as a reinforcement of the bioprinted structure. In this dissertation, the broad analysis regarding the use of multi-walled carbon nanotubes in this context is presented. The impact on cell viability in cell cultures and 3D constructs was examined, apoptosis, oxidative stress, and a gene expression panel were analyzed. Additionally, comparative tests of mechanical strength were performed. The presented results demonstrate carbon nanotubes as a valuable addition to 3D scaffolds in the context of tissue engineering.
Description
Wydział Chemii
Sponsor
Keywords
nanotechnologia, inżynieria tkankowa, nanorurki węglowe, chrząstka stawowa, inżynieria biomateriałowa, nanotechnology, tissue engineering, carbon nanotubes, cartilage tissue, biomaterial engineering