Chirurgia II regenerácia chrupavky

Jednou z veľkých výziev, ktorým musí čeliť úrazová chirurgia a ortopédia, ako aj klinická reumatológia, je obnova poškodenej kĺbovej chrupavky. Regeneračné prístupy, ako je bunková terapia alebo tkanivové inžinierstvo, sú atraktívnou alternatívou k protézam, ktoré sa často používajú.

chirurgia

Rastové faktory a ďalšie biochemické stimuly

Pri regenerácii chrupavky majú osobitný význam biochemické stimuly, ako sú rastové faktory. Tieto látky hrajú hlavnú úlohu pri udržiavaní zdravého chrupavkového tkaniva in vivo a in vitro a pri jeho zlyhávaní v prípade poškodenia kĺbov. Rastové faktory ovplyvňujú proliferáciu a metabolizmus chondrocytov a ich aktivitu pri syntéze zložiek extracelulárnej matrix (ECM). Použitie rastových faktorov v tkanivovom inžinierstve slúži najmä na optimalizáciu biochemického zloženia ECM, a tým aj mechanických vlastností tkaniva. Ďalej môžu zabezpečiť rediferenciáciu chondrocytov alebo diferenciáciu mezenchymálnych kmeňových buniek, ktoré sú potrebné pre vývoj tkanív.

Biologicky aktívne hydrogély a lešenia

Veľký a rastúci význam v chrupavkovom inžinierstve majú tiež nové 3D biomateriály, ako sú hydrogély a vysoko pórovité kostry, takzvané lešenia, ktoré fungujú ako nosiče buniek pre rôzne typy buniek. Okrem dôležitých fyzikálnych vlastností, ako sú mechanická pevnosť a reologické vlastnosti, sa pozornosť zameriava najmä na biologickú aktivitu materiálov. Bioaktívne a biomimetické nosiče buniek sa vytvárajú použitím zložiek prírodného ECM, ako je kyselina hyalurónová, alebo zabudovaním rastových faktorov alebo biomimetických peptidov, ktoré napríklad simulujú sekvencie ECM typického pre tkanivo. Takéto biomateriály môžu mať rozhodujúci vplyv na správanie buniek, stupeň diferenciácie a výsledné zloženie ECM vo výslednom tkanive.

Použité metódy

V pracovnej skupine sa systematicky skúmajú účinky rastových faktorov na rediferenciáciu chondrocytov a diferenciáciu mezenchymálnych kmeňových buniek v trojrozmerných bunkových kultúrach. Inovatívne 3D biomateriály sa hodnotia a ďalej rozvíjajú z hľadiska ich vhodnosti pre chrupavkové inžinierstvo a okrem klasického tkanivového inžinierstva najmä pre biofabrikáciu, to znamená 3D tlač tkanivových konštruktov. Výsledné tkanivové vlastnosti a génová expresia použitých chondrocytov a kmeňových buniek sa analyzujú histologicky, imunohistochemicky, biochemicky a molekulárne.

Kontaktná osoba:
Prof. Dr. Torsten Blunk