Biochemical analysis of cellular response to natural-origin biomaterials modified with bioactive glass, retinol and resveratrol. In vitro studies.

Przed medycyną regeneracyjną ciągle stawiane są nowe wyzwania z zakresu opracowania i badania nowych biomateriałów zdolnych do wspomagania regeneracji tkanek. Materiały te muszą promować gojenie się ran oraz proliferację komórek, przy jednoczesnym jak najmniejszym działaniu toksycznym oraz możliwie największej biozgodności.W poniższej pracy badano wpływ biomateriałów z dodatkiem różnych stężeń retinolu lub resweratrolu oraz biomateriałów z dodatkiem bioszkła A2Sr5 na proliferację, żywotność i różnicowanie się komórek. Sprawdzono, czy biomateriały wykazują toksyczność względem hodowanych linii komórkowych oraz oznaczono poziom wydzielania reaktywnych form tlenu przez makrofagi. Celem pracy było porównanie odpowiedzi komórkowej na biomateriały o identycznym składzie, ale o różnych właściwościach fizycznych. Do badań in vitro wykorzystano hodowle linii: RAW264.7 – mysich makrofagów, Hs680 – ludzkich fibroblastów, N2a – mysich neuroblastów oraz HT22 – mysich komórek nerwowych wyizolowanych z hipokampu.Praca składa się z dwóch części. W część teoretycznej skupiono się na omówieniu stosowanych w medycynie regeneracyjnej biomateriałów, struktury i właściwości chitozanu, jak i korzyści płynących z dodatku bioszkła, retinolu lub resweratrolu. W części eksperymentalnej przedstawiono wyniki badań zastosowanych biomateriałów liofilizowanych oraz hydrożelowych. Stwierdzono, iż 2% resweratrol jest optymalny dla proliferacji makrofagów zarówno w przypadku biomateriałów liofilizowanych jak i hydrożelowych. Żadna z zastosowanych modyfikacji, ani żadna forma biomateriału nie wykazywały biozgodności z komórkami linii Hs680. Wykazano, że biomateriały liofilizowane mogą promować różnicowanie się komórek linii N2a oraz HT22.

Regenerative medicine continually faces new challenges in developing and studying new biomaterials capable of supporting tissue regeneration. These materials must promote wound healing and cell proliferation while minimizing toxicity and maximizing biocompatibility.In this study, the impact of biomaterials with various concentrations of retinol or resveratrol, as well as biomaterials with the addition of A2Sr5 bioglass, on cell proliferation, viability, and differentiation was investigated. The toxicity of the biomaterials towards cultured cell lines and the level of reactive oxygen species (ROS) production by macrophages were assessed. The aim of the study was to compare the cellular response to biomaterials with identical compositions but different physical properties. The in vitro studies utilized cultures of the following cell lines: RAW264.7 – mouse macrophages, Hs680 – human fibroblasts, N2a – mouse neuroblasts, and HT22 – mouse hippocampal neurons.The study consisted of two parts. The theoretical part focused on discussing biomaterials used in regenerative medicine, the structure and properties of chitosan, and the benefits of adding bioglass, retinol, or resveratrol. The experimental part presented the results of studies on the applied lyophilized and hydrogel biomaterials.It was found that 2% resveratrol is optimal for macrophage proliferation in both lyophilized and hydrogel biomaterials. None of the modifications or biomaterial forms tested were biocompatible with Hs680 cell lines. It was demonstrated that lyophilized biomaterials could promote the differentiation of N2a and HT22 cell lines.