Polimery wykorzystywane do rekonstrukcji kości - ocena wybranych podłoży polimerowych w hodowli in vitro osteoblastów

• Autorzy: Fabianowski W. , Polak B. , Lewandowska-Szumieł M.

Warianty tytułu

EN

Polymers for bone reconstruction - evaluation of chosen polimeric substrates in osteoblasts in vitro culture

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ramach przeglądu literaturowego przedstawiono podstawy teoretyczne i osiągnięcia w badaniach implantów kostnych, przede wszystkim zaś materiały polimerowe stosowane na implanty wraz z kryteriami wyboru odpowiednich polimerów. Kryteria te obejmują budowę polimeru, przebieg procesu biodegradacji, porowatość, właściwości mechaniczne oraz właściwości powierzchniowe. Omówiono także modyfikację powierzchni implantów kostnych białkami. Część dotycząca wyników prac własnych zawiera wyniki oceny adhezji komórek kostnych (osteoblastów) na różnych rodzajach biomateriałów stosowanych jako porowate implanty kostne. Zastosowano nową metodę sposobu postępowania w takiej ocenie, przedstawioną na schemacie A. Zbadano kąt zwilżania otrzymanych powierzchni (CA), a także przeżywalność komórek po tygodniowej inkubacji na podstawie pomiaru aktywności enzymu dehydrogenazy bursztynianowej (test XTT) oraz aktywności fosfatazy alkalicznej (test ALP). Badania prowadzono w 11 seriach pomiarowych (podział ze względu na rodzaj podłoża). Najlepsze wyniki uzyskano w przypadku powierzchni z dekstranem, jak również układów dekstran + poli(kwas akrylowy) (PAA), dekstran + Ca(NO3)2 bądź dekstran + PAA + Ca(NO3)2. Nie znaleziono jednoznacznej korelacji pomiędzy wynikami testów biologicznych a charakterem hydrofilowym bądź hydrofobowym podłoży polimerowych.

EN

In a literature review the theoretical fundamentals and achievements in osseous implants' investigations have been presented. Especially polymeric materials used in implants were discussed as well as the criteria of the proper polymers choice. These criteria cover the structure of a polymer, porosity, mechanical and surface properties and biodegradation process course. Modification of osseous implant surface with proteins has been also discussed. The part concerning the own research contains the results of evaluation of bone cells' (osteoblasts) adhesion to various types of biomaterials, used as porous osseous implants. A new way of evaluation, presented in Scheme A, was used. Contact angle values (CA, Fig. 1) of the surfaces obtained were measured. Also viability of cells after one-week incubation was investigated basing on the measurements of activity of enzymes of succinate dehydrogenase (XTT Test, Fig. 2) or alkaline phosphatase (ALP Test, Fig. 3). 11 series of measurements differing in the substrate type were done. The best results have been obtained for the surfaces with dextran as well as with the systems: dextran + poly(acrylic acid) (PAA), dextran + Ca(NO3)2 or dextran + PAA + Ca(NO3)2. We did not find an unambiguous correlation between biological tests results and hydrophylic or hydrophobic character of polymeric substrate.

Słowa kluczowe

PL

implanty kostne; metoda oceny przydatności biopolimerów; osadzanie; komórka kostna; test XTT; test ALP; hydrofobowość podłoża polimerowego; hydrofilowość podłoża polimerowego

EN

osseous implants; method of estimation of biopolymers'; XTT Test; ALP Test; hydrophobic character of polymeric substrate; hydrophylic character of polymeric substrate; bone cells deposition

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2004
• Tom: T. 49, nr 7-8
• Strony: 522--529
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz., rys.

Twórcy

autor

Fabianowski W.

• Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa

autor

Polak B.

• Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa

autor

Lewandowska-Szumieł M.

• Akademia Medyczna w Warszawie, Wydział Nauk o Zdrowiu, ul. Chałubińskiego 5, 02-004 Warszawa

Bibliografia

• 1. Albrektsson T, Johansson C: Eur. Spine J. 2001, 10, 96.
• 2. Słomkowski S.: "Polimery biomedyczne" w Chemia polimerów", t. III (red. Florjańczyk Z., I S.), Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej Warszawa 1998, str. 159-178,189.
• 3. Seal B. L., Otero T C, Panitch A.: Mater. Sci.1 2001,34, 147.
• 4. Griffith L. G.: Acta Mater. 2000,48,263.
• 5. Burg K, Poter S., Kellam J.: Biomaterials 2 2347.
• 6. Cópferich A.: Biomaterials 1996,17,103.
• 7. Middleton J. C, Tipton A. J.: Biomaterials 2 2335.
• 8. An Y, Woolf S., Friedman R: Biomaterials 2 2635.
• 9. Bostman O., Pihlajamaki H.: Biomaterials :3 2615.
• 10. Kikuchi M., Matsumoto H., Yamada T., Ko Takakuda K, Tanaka J.: Biomateriałs 2004, 25
• 11. Nguyen K T, West J.: Biomaterials 2002,23,
• 12. De Jong S., Van Nostrum c., Kroon-Baten Kettenes-van den Bosch J., Hennink w.: J. PoIym. Sci. 2002, 86,289.
• 13. Ferdous A., Watanabe H., Akaike T., MaruNucleic Acid Res. 1998,26,3949.
• 14. UI-Qader S., Iqbal L., Rizvi H., Zuberi R: B Appl. Biochem. 2001,34,93.
• 15. Amersham Biosciences, Native dextran, data file Dextran, 18-1153-43 AA, 200l-ll.pl
• 16. Aoki H., Sakano V. Biochem. J. 1997,323,859
• 17. De Groot J., Zijlstra F., Kuipers H., Pennings A., Klompmaker J., Veth R, Jansen H.: Biomaterials 1997, 18,613.
• 18. Resiak L, Rokicki G.: Polimery 2000, 45, 592.
• 19. Tangasuthadol V., Penharkar S., Kohn J.: Biomaterials 2000,21,2371.
• 20. Tangasuthadol V., Penharkar S., Peterson R, Biomaterials 2000, 21, 2379.
• 21. Gomes M., Ribeiro A, Malafaya P., Reis R, Cunha A: Biomaterials 2001, 22, 883.
• 22. Ogando J.: Global Design News 2002, Feb., 42.
• 23. He S., Yaszamski M., Yasko A, Engel P, Mikos A: Biomaterials 2000, 21, 2389.
• 24. Anselme K: Biomaterials 2000, 21, 667.
• 25. Dalby M., Giannaras D., Riehle M., Gedegaard N., Affrassman S., Curtis A: Biomaterials 2004, 25, 77.
• 26. LeBaron R, Athanasiou K: Biomaterials 2000, 21, 2575.
• 27. Hasenbein M., Andersen T., Bizios R: Biomaterials 2002,23,3937.
• 28. Rice J., Hunt J., Gallagher J., Hanarp P., Sutherland D., Gold J.: Biomaterials 2003, 24, 4799.
• 29. Tamnasco de Olibeira P, Nanci A: Biomaterials 2004, 25,403.
• 30. Yang X., Zhao K, Chen G.: Biomaterials 2002, 23, 1391.
• 31. Gomez-Vega J., Iyoshi M., Kim K, Hozumi A, Sugimura H., Takai O.: Thin Solid Films 2001, 398-399, 615.
• 32. Olkowski R.: dane nieopublikowane. Zakład Biofizyki i Fizjologii Człowieka, Akademia Medyczna w Warszawie.
• 33. GlinaIska G, Uryniak A, Osińska M., Urbanik-Sypniewska T., Kowalczuk D.: Biocyber. Inż. Biomed. 2003, l, 145.
• 34. Hilmann, Steinkamp-Zucht A, Geurtsen W., Grass G., Hoffmann A: Biomaterials 2002, 23,1461.
• 35. Schaefer, Martin L, Shastri P., Padera R, Langer R, Freed L., Vunjak-Novakovic G.: Biomaterials 2000,21, 2599.
• 36. Morgan J.: Inter. Biochem. Lab. 2003, June, 12.
• 37. Castner D., Ratner B.: Surf. Sci. 2002, 500, 28.
• 38. Internet: http://members.pgonline.com/-bryand/StainsFile/ dyes/ class/ clstetra.htm
• 39. Fabianowski W., Polak B., Lewandowska-Szumiel M.: Pol. Chem. Soc. Annal. 2003, l, 199.