Biomateriály a tkáňové inženýrství

1)   Zavedení vrstvy endotelu do cévních protéz (endotelová vrstva je nejlepší prevencí vzniku krevní sraženiny a zúžení průsvitu protézy)

Endotelová vrstva je nejlepší prevencí vzniku krevní sraženiny a zúžení průsvitu protézy.

Biomateriály a tkáňové inženýrství - 1 endotel cevni protezy

Biomateriály a tkáňové inženýrství - 1 ceva miniprase

Články

Chlupáč J, Filová E, Riedel T, Houska M, Brynda E, Remy-Zolghadri M, Bareille R, Fernandez P, Daculsi R, Bourget C, Bordenave L, Bačáková L: Attachment of human endothelial cells to polyester vascular grafts: Pre-coating with adhesive protein assemblies and resistance to short-term shear stress. Physiol Res, in press.

Filová E, Brynda E, Riedel T, Chlupáč J, Vandrovcová M, Svindrych Z, Lisá V, Houska M, Pirk J, Bačáková L: Improved adhesion and differentiation of endothelial cells on surface-attached fibrin structures containing extracellular matrix proteins. J Biomed Mater Res A. 2013, in press, doi: 10.1002/jbm.a.34733.

Filová E, Brynda E, Riedel T, Bačáková L, Chlupáč J, Lisá V, Houska M, Dyr JE: Vascular endothelial cells on two- and three-dimensional fibrin assemblies for biomaterial coatings. J Biomed Mater Res A 90A(1): 55-69, 2009

Patent
Brynda E, Houska M, Syková E, Jendelová P, Dyr JE, Filová E, Riedel T, Chlupáč J, Lesný P, Bačáková L: Způsob přípravy regulovaných vrstev fibrinu na pevných površích. (Mode of preparation of regulated fibrin layers on solid surfaces) Institute of Macromolecular Chemistry AS CR, v.v.i., Institute of Experimental Medicine AS CR, v.v.i., Institute of Physiology AS CR, v.v.i., and The Institute of Hematology and Blood Transfusion. Praha: Industrial Property Office, 2008. No: 299687. Accepted: 12.09.2008.

2) Zvýšení atraktivity částí kloubní náhrady, které jsou zapuštěny do kosti, pro osídlení kostními buňkami

a) Úprava povrchu endoprotézy kyčelního kloubu

Povrch endoprotézy kyčelního kloubu upravujeme elektroerozí, chemickým leptáním a nástřelem keramických kuliček.

Biomateriály a tkáňové inženýrství - 1 kycelni kloub elektroeroze 1

Články

Harcuba P, Bačáková L, Stráský J, Bačáková M, Novotná K, Janeček M: Surface treatment by electric discharge machining of Ti-6Al-4V alloy for potential application in orthopaedics. J Mech Behav Biomed Mater 7: 96-105, 2012

Stráský J, Havlíková J, Bačáková L, Harcuba P, Mhaede M, Janeček M: Characterization of electric discharge machining, subsequent etching and shot-peening as a surface treatment for orthopedic implants. Applied Surface Science 213: 73-78, 2013

Patent
Podaný patent: Fencl J, Janeček M, Stráský J, Harcuba P, Havlíková J, Bačáková L: Kloubní implantát a způsob jeho výroby. Spolupráce mezi firmou Beznoska s.r.o., MFF UK a FgÚ AV ČR, v.v.i.

b) Pokryv povrchu kostních implantátů vrstvami nanokrystalického diamantu

Jedním z alternativních způsobů úpravy povrchu kovových kostních implantátů, které jsou vyvíjeny v naší laboratoři ve spolupráci s Fyzikálním ústavem AV ČR (dr. Kromka), jsou vrstvy nanokrystalického diamantu. Tyto vrstvy souvisle pokrývají povrch implantátu, dobře adherují k implantátu, zpevňují jeho povrch, zabraňují uvolňování cytotoxických iontů a částic z materiálu a zejména činí povrch implantátu přitažlivým pro osídlení kostními buňkami. Tuto přitažlivost lze dále ovlivňovat dalšími modifikacemi, jako je dopace nanodiamantových vrstev bórem či terminací nanokrystalického diamantu různými prvky a chemickými funkčními skupinami, jako jsou např. H, O, -OH apod

Biomateriály a tkáňové inženýrství - 3 nanokrystalicky diamant 1

Lidské kostní buňky mají na vrstvách nanokrystalického diamantu terminovaném kyslíkem (O) nápadněji vytvořené fokální adhesní plaky než na diamantu terminovaném vodíkem (H), produkují více kolagenu a mají vyšší aktivitu alkalické fosfatázy, tj. enzymu zúčastněného v mineralizaci kostní tkáně. Tento výsledek lze přičíst vhodné smáčivosti nanokrystalického diamantu terminovaného O, zatímco materiál terminovaný H je spíše hydrofobní.

Podobného výsledku bylo dosaženo i na vrstvách nanokrystalického diamantu dopovaného bórem (koncentrace 100, 1000 a 6700 ppm). Lidské osteoblasty na dopovaných vrstvách rovněž lépe vytvářejí fokální adhezní plaky (šipky a obsahují vyšší koncentrace alkalické fosfatázy a osteokalcinu, glykoproteinu mezibuněčné hmoty a důležitého ukazatele osteogenní diferenciace buněk: Biomateriály a tkáňové inženýrství - nanokrystalicky diamant 2

Články

Grausová L, Kromka A, Burdíková Z, Eckhardt A, Rezek B, Vacík J, Haenen K, Lisá V, Bačáková L: Enhanced growth and osteogenic differentiation of human osteoblast-like cells on boron-doped nanocrystalline diamond thin films. PLoS One 6(6):e20943, 2011

Grausová L, Bačáková L, Kromka A, Potocký S, Vaněček M, Nesládek M, Lisá V: Nanodiamond as promising material for bone tissue engineering. J Nanosci Nanotechnol  9(6): 3524-3534, 2009

Grausová L, Bačáková L, Kromka A, Vaněček M, Rezek B, Lisá V: Molecular markers of adhesion, maturation and immune activation of human osteoblast-like MG 63 cells on nanocrystalline diamond films. Diam Relat Mater 18(2-3): 258-263, 2009

Kopeček M, Bačáková L, Vacík J, Fendrych F, Vorlíček V, Kratochvílová I,  Lisá V, Van Hove E, Mer C, Bergonzo P, Nesládek M: Improved adhesion, growth and maturation of human bone-derived cells on nanocrystalline diamond films. Physica Status Solidi A 205(9): 2146-2153, 2008

Grausová L, Kromka A, Bačáková L, Potocký S, Vaněček M, Lisá V:  Bone and vascular endothelial cells in cultures on nanocrystalline diamond films. Diam Relat Mater 17(7-10): 1405-1409, 2008

Patent
EU patent: Rezek B, Michalíková L, Kromka A, Kalbáčová M, Kmoch S, Grausová L, Bačáková L, Vaněček M, Kočka J: Method of making arranged cell structures. Přihláška č. 09761298, Z 7584, PV2008-355, EP 2288699. Přijat a validován: 2011.

c) Další bioaktivní vrstvy k pokryvu kostních implantátů

Biomateriály a tkáňové inženýrství - onz2ogb695i60l3kn2k5
Adheze lidských osteoblastů linie MG 63 za 24 hodin po nasazení na titan (Ti) a slitinu titanu a niobu (TiNb) tepelně oxidované při 600 °C.