Lista przedmiotów z materiałami udostępnionymi dla studentów

Dla_studentów
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Hanna Luniak

Materiały do regeneracji kości wzbogacone trontem


Strontium rich materials for bone regeneration


Opiekun pracy dyplomowej: prof. dr hab. inż. Michał Strzelecki
Dodatkowy opiekun pracy dyplomowej: prof. Cristina Ribeiro

Praca dyplomowa inżynierska obroniona 2017-06-05
Streszczenie pracy dyplomowej:
Zaprezentowana poniżej praca inżynierska obejmuje zagadnienia związane z medycyną regeneracyjną, a w szczególności, z biomateriałami stosowanymi w rozwiązaniach inżynierii tkankowej. Dziedzina ta opiera się na zastosowaniu naturalnych komórek, które są hodowane i namnażane w celu odbudowy bądź regeneracji uszkodzonych tkanek, narządów lub ich fragmentów. Obecnie, najczęściej stosowanym rozwiązaniem w inżynierii tkankowej są przestrzenne rusztowania - scaffoldy - zapewniające optymalne środowisko wzrostu komórek oraz stymulujące ich rozwój. Ciekawą odmianą scaffoldów przeznaczonych do regeneracji kości są ceramiczne rusztowania o kulistym kształcie i porowatej strukturze, zawierające fosforany wapnia, naturalnie obecne w kości, które zapewniają wsparcie mechaniczne uszkodzonej kości oraz stymulują proces jej odbudowy. Mikrosfery charakteryzują się lepszym dopasowaniem do kształtu ubytku, a także zapewnieniem odpowiedniej wielkości przerw pomiędzy sobą, które ułatwiają proces osteointegracji. Ponadto mikrosfery zawieszone w odpowiednim roztworze, w postaci pasty, mogą być wprowadzane do miejsca ubytku na drodze wstrzykiwania, dzięki czemu idealnie wypełniają całą dostępną przestrzeń w kości, bez względu na kształt czy rozmiar uszkodzenia. Projekt ten obejmuje proces wytworzenia oraz następnie charakterystykę hydroksyapatytowych mikrosfer oraz hydroksyapatytowych mikrosfer wzbogaconych w stront, spełniających rolę kulistych scaffoldów stosowanych w procesie regeneracji kości. Celem zastosowania tego pierwiastka śladowego, jest potwierdzony w literaturze, pozytywny wpływ strontu na proces przebudowy kości. Mikrosfery wytworzone zostały metodą wytłaczania kropelek z zastosowaniem nanohydroksyapatytu oraz mikrohydroskyapatytu. Następnie otrzymane biomateriały zostały scharakteryzowane przy użyciu różnych technik doświadczalnych, takich jak: Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Confocal Raman Microscopy (CRM), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (SEM), and X-ray Diffraction (XRD). Ponadto oceniony został wpływ mikrosfer na linię komórkową kości MC3T3-E1. Ostatnim etapem niniejszej pracy było scharakteryzowanie z użyciem konfokalnej spektroskopii Ramana, nowopowstałej kości w defekcie kości owczej. Ubytek charakteryzowany był po ośmiu tygodniach od wprowadzenia do niego bogatych w stront mikrosfer zawierających nanohydroksyapatyt.
Abstract:
This project is based on the realisation of one of the solutions for regenerative medicine. It concerns the use of biomaterials in tissue engineering. The idea behind the therapy is the use of natural tissue cells, which are cultured and expanded to complete scar tissue in the human body. The main tool for this are currently scaffolds that stimulate the cells to grow and provide them with an optimal environment in terms of space or access to nutrients or growth factors while providing protection and support to the injured tissue. An interesting approach for bone regeneration is the use of scaffolds of porous calcium phosphate ceramic microspheres that will act as a mechanical reinforcement and will alsopromote new bone formation. Spherical particles are more adequate for implantation because of their unique packing characteristics which allows to maintain equal and uniform spacing between particles and promoting efficient osteoconductivity. Furthermore, microspheres combined with a vehicle can be injected thus enabling the filling of defects of miscellaneous sizes and shapes. The aim of the project was toprepare and characterise hydroxyapatite and Sr-rich hydroxyapatite microspheres to be used as a scaffold for bone regeneration. The purpose of incorporating this trace element relies on the growing evidence that strontium has beneficial effects on bone remodelling. The microspheres were prepared using the droplet extrusion methodand hydroxyapatite powders with nano and micro granulometry and were characterised using different experimental techniques namely Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Confocal Raman Microscopy (CRM), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (SEM), and X-ray Diffraction (XRD). The charge of the particles was also evaluated as well as its behaviour in the presence of MC3T3-E1 cell line. Another objective of the present study was to characterise by Confocal Raman Spectroscopy the new bone formed in a critical defect in sheep vertebra after the implantation of an injectable system containing Sr- rich microspheres.