Tytuł artykułu
Autorzy
Treść / Zawartość
Pełne teksty:
Identyfikatory
Warianty tytułu
Conditions of in vitro culture influence the viability of human bone cells cultured with ceramic materials
Języki publikacji
Abstrakty
Celem pracy była ocena cytozgodnościin vitro tworzyw ceramicznych, opracowanych jako materiał do wypełnienia ubytków kostnych. Określono wpływ warunków hodowli na efekt testów cytozgodnościin vitro.Badania przeprowadzono namateriałach oznaczonych jako:SH, SPR (komercyjne preparaty handlowe), TC-C oraz TC-MP (materiały oparte na α-TCP), KMC-C (substytuty kostne na bazie hydroksyapatytui siarczanu(VI) wapnia)orazHCM, HMPM (materiały na bazie MgO,NH4H2PO4, hydroksyapatytu oraz siarczanu (VI) wapnia lub pirofosforanu sodu). Do badań cytozgodnościwykorzystano ludzkie komórki wyizolowane z tkanki kostnej (human bone-derived cells - hBDC). Zastosowano trzy różne sposoby hodowli in vitro: hodowlę komórek bezpośrednio na powierzchni próbek ceramicznych, hodowlę w pożywce wzbogaconej w wyciągi z materiałów ceramicznych, a także hodowlę komórek na TCPS w sąsiedztwie próbek ceramicznych. Hodowlę komórek na powierzchni próbek przeprowadzono w dwóch różnych warunkach: przy objętości 1 ml pożywki lub 0,2 ml pożywki. Pomiar aktywności metabolicznej komórekwykonano za pomocą testów XTT i Alamar Blue.Żywe i martwe komórkizostały uwidocznione przez barwienie zestawem Live/Dead i obserwację w mikroskopie fluorescencyjnym. Przeprowadzono także mikroskopową obserwację komórek oraz przyżyciową mikroskopową obserwację z dokumentacją fotograficzna w trybie poklatkowym. W wyciągach z materiałów ceramicznych oznaczono stężenie jonów wapnia. Materiały SPR, HCM i KMC-C zwiększyły stężenie jonów wapnia w medium hodowlanym, a także uległy najsilniejszej degradacji w czasie inkubacji. Materiały SH, HMPM, TC-C i TC-MP obniżyły zawartość wapnia w DMEM. Jedynie wyciągi z materiału HCM były cytotoksyczne w każdym z badanych stężeń (3,13%-100%). Ponadto pełne (100%) wyciągi z materiałów SH, HMPM, KMC-C i TC-C byłytoksyczne dla komórek. Pozostałe rozcieńczenia wyciągów nie wykazały właściwości cytotoksycznych. Komórki były liczne i miały prawidłową morfologię ludzkich osteoblastów we wszystkich badanych stężeniach wyciągów. Dla części materiałów (SH, HMPM, TC-C, TC-MP) żywotność komórek hodowanych na ich powierzchni znajduje się na poziomie kontroli (TCPS) przy objętości pożywki równej 1 ml, natomiast przy objętości 0,2 ml żywotność komórek nie przekraczała 31% kontroli. Uwidoczniono obecność zarówno żywych, jak i martwych komórek na powierzchni materiałów. Komórki hodowane na TCPS w sąsiedztwie ceramiki, przylegają do podłoża, migrują i proliferują zachowując prawidłową morfologię. Wykazano, że objętość pożywki hodowlanej ma decydujące znaczenie dla przeżywalności komórek w hodowli. Cytotoksyczne oddziaływanie materiału jest szczególnie intensywne w przypadku hodowli komórek w bezpośrednim kontakcie na jego powierzchni, podczas gdy w hodowli z wyciągami z badanych materiałów komórki zachowują wysoką przeżywalność. Żaden z badanych materiałów nie stanowi dobrego podłoża do hodowli komórek w warunkach bezpośredniego zasiedlania powierzchni materiału. Warunki hodowli stosowane przy ocenie cytozgodności wywierają znaczny wpływ na wynik badania, zatem dla uzyskania wiarygodnych wyników sugerowane jest zastosowanie kilku wariantów hodowli in vitro.
Analysis of biocompatibility in vitro of ceramic materials, projected as substitutes for bone tissue was the aim of the work. Influence of culture conditions on the materials cytocompatibility was also examined. Tests were performed on the materials descripted as: SH, SPR (commercial materials), TC-C and TC-MP (materials based on α-TCP), KMC-C (bone substitutes based on hydroxyapatite and calcium sulfate) and HCM, HMPM (materials based on MgO, NH4H2PO4, hydroxyapatite and calcium sulfate or sodium pyrophosphate). Human bone-derived cells (hBDC) were used for cytotoxicity assays. Three procedures of in vitro culture were applied: cell culture directly on the samples' surface, culture in the medium supplemented with extracts made of the materials, and cell culture on tissue culture-treated polystyrene (TCPS) next to ceramic samples. Culture of cells directly seeded on samples was performed in two ways: with 1 ml of culture medium (24-well culture plate) or 0,2 ml of medium (96-well plate). Metabolic activity of cells was measured by XTT test and Alamar Blue test. Cells were visualized by Live/Dead staining and cell fluorescence was observed in microscope. Microscopic observation of cells and long-term observation with time-lapse picture acquisition were also performed. Calcium ion concentration was measured in extracts. Materials: SPR, HCM and KMC-C upgradecalcium concentration in culture medium and undergo the most intensive degradation. Materials: SH, HMPM, TC-C and TC-MP lower calcium concentration in DMEM. Only HCM extracts were toxic in all dilutions (3,13-100%). Moreover, full extracts (100%) made of SH, HMPM, KMC-C and TC-C were cytotoxic. Other dilutions were nontoxic. hBDC were numerous and well spread in all examined dilutions of extracts. For some materials (SH, HMPM, TC-C, TC-MP) viability of hBDC cultured on their surface in 1 ml of medium equals the control (TCPS), but in 0,2 ml of culture medium cell viability reach 31% of control in the extreme. Living as well as dead cells are present on the materials surface. hBDC cultured on TCPS next to ceramic samples adhere, migrate, proliferate and maintain the regular morphology. Volume of culture medium is crucial factor for survival of cell cultured in vitro in contact with biomaterials that change the calcium concentration. Cytotoxic impact of ceramic is especially intensive for cell cultured in direct contact with its surface. In the culture with extracts of the examined materials cells maintain high viability. None of examined materials is proper support for cell culture in direct contact. Results of cytotoxicity estimation depends on the conditions used forin vitro culture. Using various variants of in vitro culture is suggested to gain reliably results.
Czasopismo
Rocznik
Strony
92--93
Opis fizyczny
Twórcy
autor
- Katedra i Zakład Histologii i Embriologii, Centrum Biostruktury, Warszawski Uniwersytet Medyczny, ul.Chałubińskiego 5, 02-004 Warszawa, Polska
autor
- Katedra i Zakład Histologii i Embriologii, Centrum Biostruktury, Warszawski Uniwersytet Medyczny, ul.Chałubińskiego 5, 02-004 Warszawa, Polska
autor
- Katedra i Zakład Histologii i Embriologii, Centrum Biostruktury, Warszawski Uniwersytet Medyczny, ul.Chałubińskiego 5, 02-004 Warszawa, Polska
autor
- Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Akademia Górniczo-Hutnicza, al.Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Polska
autor
- Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Akademia Górniczo-Hutnicza, al.Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Polska
autor
- Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Akademia Górniczo-Hutnicza, al.Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Polska
autor
- Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Akademia Górniczo-Hutnicza, al.Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Polska
Bibliografia
Uwagi
PL
Praca współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka, projekt nr POIG.01.03.01-00-005/09.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-c268f3ac-baa3-4ca7-8e72-c73eb6e84a11
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.