Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Thermoresponsive polymer surfaces and their application in tissue engineering

Utrata-Wesołek A., Oleszko-Torbus N., Bochenek M., Kosowski D., Kowalczuk A., Trzebicka B., Dworak A.

Polimery

|

2018

|

T. 63, nr 5

327--338

EN

This short review addresses the synthesis of thermoresponsive polymer surfaces and their application for cell tissue engineering. Four classes of synthetic thermoresponsive polymers are discussed: poly(N-isopropylacrylamide)s, poly[oligo(ethylene glycol)methacrylate]s, polyoxazolines and polyethers, most notably, polyglycidol. Synthetic routes leading to thermoresponsive layers on solid support are described. Relationships between structures of the layers and their interactions with cells are analyzed. Chemical (copolymerization or the inclusion of biologically active species) and physical (patterning or themorphology of the surfaces) modifications of macromolecular surfaces are described and their relations to the growth and detachment of cell sheets are reviewed. The application of cell sheets grown and detached from thermoresponsive surfaces to treat diseases is also presented.

PL

Praca stanowi przegląd literatury dotyczącej syntezy termoczułych powierzchni polimerowych i ichzastosowania w inżynierii tkankowej. Omówionocztery klasy termoczułych polimerów: poli(N-izopropyloakryloamidy),poli(metakrylany glikoli oligoetylenowych), polioksazoliny i polietery, w tymprzede wszystkim poliglicydol. Opisano syntetyczne szlaki prowadzące do termoczułych warstw stabilnie i kowalencyjnie związanych ze stałym podłożem. Przeanalizowano zależności między strukturą warstw a ich oddziaływaniem z komórkami. Omówiono chemiczne(kopolimeryzacja, dołączenie do polimerubiologicznie aktywnego związku) i fizyczne (modelowanie, morfologia powierzchni) modyfikacje powierzchni polimerowych oraz ich związek ze wzrostem i odczepianiem komórek. Przedstawiono również zastosowanie wyhodowanychi odczepionych od termoczułych powierzchni komórek w postaci arkusza wleczeniu różnych chorób.

2

Nowe termowrażliwe powierzchnie polimerowe do hodowli i uwalniania komórek skóry

Oleszko-Torbus N., Utrata-Wesołek A., Wałach W., Dworak A., Trzebicka B.

Wiadomości Chemiczne

|

2016

|

[Z] 70, 11-12

803--818

EN

Covalent attachment of a thermoresponsive polymer to solid support leads to layers exhibiting temperature-dependent properties. Below the cloud point temperature (TCP) of the thermoresponsive polymer the layer is hydrophilic – it is hydrated and polymer chains adopt an expanded conformation. Above TCP, the polymer chains collapse due to dehydration and the surface becomes hydrophobic. This is a reversible process, lowering the temperature cause hydration and swelling of the layer. Such thermoresponsive layers can be obtained via reactions of entities present on the surface (e.g. functional groups, radicals etc.) with complementary functionalities in the polymer chains (grafting to) or with monomer subjected to polymerization (grafting from). Thermoresponsive layers may be used in many biomedical applications such as separation of molecules or cell sheet engineering. In this work, well-defined thermoresponsive (co)polymers of glycidol and ethyl glycidyl carbamate (mPGl), 2-ethyl and 2-nonyl-2-oxazoline (PENOx) as well as homopolymers of 2-isopropyl-2-oxazoline (PIPOx) were grafted to functionalized glass and silica substrates with the aim to obtain thermoresponsive layers for potential application in cell sheet engineering. Presence of polymers covalently bonded to substrates was confirmed by FT-IR and XPS studies. The polymer layers were 5-50 nm thick, depending on the molar mass and polymer concentration. Microscopic techniques indicated a smooth surface of mPGl layers, slightly rough texture of PENOx layers and fibrille-like fibers surface of PIPOx layers. Ellipsometry and contact angle studies revealed the response of layers to temperature changes. Biocompatibility of layers with dermal fibroblasts was confirmed by toxicity tests. Thermoresponsive surfaces were employed as substrates for skin cell culture and harvesting. Fibroblasts adhesion and proliferation on investigated surfaces was comparable with control sample. A confluent cell sheet was formed after 24 hours of culture. The influence of surface properties on cell adhesion and proliferation was examined. Detachment of cells from surfaces was controlled by variation of the temperature. An intact monolayer of cultured dermal fibroblasts was detached. No mechanical or enzymatic methods were required to harvest the cell sheets. Skin cell sheets, detached from thermoresponsive polymer layers may be applied in the cell sheet engineering that is highly desirable in tissue regeneration.

3

Antifouling surfaces in medical application

Utrata-Wesołek A.

Polimery

|

2013

|

T. 58, nr 9

685--695

EN

The uncontrolled adhesion of biological compounds on the surface of implant materials is a harmful phenomenon that causes the function of medical devices to deteriorate. The design of surfaces that resist nonspecific protein, cell or bacteria adsorption (so-called antifouling surfaces) is of special interest as it is critical for the development of medical devices that have contact with physiological fluids. Significant efforts have been made in coating surfaces with bioinert macromolecules. Both self-assembled monolayers (SAM) and polymer brushes have attracted considerable attention due to their facile synthesis, their diverse physicochemical properties (composition, molar mass or topology) and their tunable surface chemistry (film thickness, grafting density, conformation and flexibility). In this article, a general description of surfaces with nonfouling properties is provided. Two basic classes of nonfouling polymers (hydrophilic and zwitterionic) are discussed with a series of practical examples.

PL

Artykuł stanowi przegląd literaturowy dotyczący powierzchni przeciwdziałających osadzaniu się związków biologicznie aktywnych. Niekontrolowana adhezja związków biologicznie aktywnych na powierzchni implantów to niekorzystne zjawisko pogarszające prawidłowe funkcjonowanie wszczepialnych urządzeń medycznych. Kluczowa więc jest możliwość utworzenia powierzchni odpornych na adhezję białek, komórek bądź bakterii (tzw. powierzchni przeciwdziałających osadzaniu się związków biologicznie aktywnych). W ostatnich latach dużym zainteresowaniem cieszą się powierzchnie zdolne do przeciwdziałania adsorpcji, pokryte powłoką wytworzoną na bazie biokompatybilnych i nietoksycznych polimerów. Najwięcej uwagi poświęcono samoorganizującym się warstwom (SAM) i powierzchniom ze szczepionymi łańcuchami polimerowymi. Zainteresowanie to wynika ze stosunkowo łatwej syntezy powierzchni, różnorodności fizykochemicznych właściwości stosowanych polimerów (skład, masa molowa i topologia) oraz samej powierzchni polimeru (grubość warstwy, gęstość szczepienia, konformacja łańcuchów). Omówiono dwie podstawowe klasy polimerów przeciwdziałających adhezji białek — hydrofilowe polimery oraz polimery zawierające jony obojnacze.

4

Termoczułe polimery gwieździste — synteza i właściwości

Dworak A., Trzebicka B., Kowalczuk A., Utrata-Wesołek A., Wałach W., Libera M., Kronek J.

Polimery

|

2012

|

T. 57, nr 6

441-448

PL

Zsyntezowano i scharakteryzowano dwa rodzaje (ko)polimerów gwieździstych: gwiazdy z ramionami zbudowanymi z poli(2-etylo-2-oksazoliny) i gwiazdy z ramionami z poli(eteru tert-butyloglicydylowego)-b-poliglicydolu. Zastosowane metody polimeryzacji żyjącej (kationowej i anionowej) umożliwiły kontrolę topologii otrzymywanych polimerów (liczby i długości ramion gwiazdy) i uzyskanie małej dyspersji mas molowych. Odpowiedni dobór parametrów strukturalnych (rodzaju rdzenia, ilości i długości ramion oraz, w wypadku gwiazd kopolimerowych, składu ramion) pozwolił na uzyskanie polimerów o różnych właściwościach: od rozpuszczalnych w wodzie po polimery termoczułe o różnych wartościach temperatury zmętnienia ich roztworów wodnych. Strukturę gwiazd skorelowano z ich termoczułością.

EN

Two kinds of termosensitive star polymers have been synthesized: stars with arms of poly(2-ethyl-2-oxazoline) and stars with arms of poly(tert-butyl glycidyl ether)-b-(polyglycidol). Under applied polymerization methods (living anionic and living cationic polymerization) the topology of the obtained polymers (number and length of star arms) have been controlled and low molar mass dispersities achieved. By the proper choice of structural parameters (nature of the core and the arms and, in the case of copolymer stars, the composition of the arms) polymers ranging from water soluble to termosensitive polymers of controlled cloud point temperature in water have been obtained. The star structure has been correlated with their thermosensitivity.

5

Detekcja enzymów z wykorzystaniem macierzy polimer-substrat

Trzcińska R., Utrata-Wesołek A., Suder P., Dworak A., Silberring J., Trzebicka B.

Engineering of Biomaterials

|

2011

|

Vol. 14, no. 109-111 spec. iss.

36

PL

Ocena aktywności enzymów jest kluczowym zagadnieniem w badaniu kinetyki reakcji enzymatycznych i inhibicji. Ostatnio, macierze polimerowo-peptydowe, gdzie peptyd jest specyficznym substratem dla enzymu wzbudzają coraz większe zainteresowanie wśród biochemików. W połączeniu z czułymi metodami detekcji takimi jak spektrometria mas i fluorescencja macierze mogą znaleźć zastosowanie jako niezwykle użyteczne narzędzia do detekcji enzymów i oceny ich aktywności w diagnostyce klinicznej. Macierze peptydowe składają się z powierzchni, na której immobilizowane są peptydy . Peptydy mogą być przyłączone bezpośrednio do sfunkcjonalizowanej powierzchni lub poprzez polimerowy linker. Obecność polimerowego linkera pomiędzy powierzchnią a peptydem przynosi wiele korzyści. Zastosowanie linkera z poli(tlenku etylenu) minimalizuje niespecyficzną adsorpcję biomolekuł na podłożu, zapewnia niskie tło w pomiarach fluorescencyjnych i ułatwia dostęp steryczny centrum aktywnego do peptydu. W niniejszej pracy koniugaty peptydów z poli(tlenkiem etylenu) zostały otrzymane na drodze syntezy na nośniku stałym metodą Fmoc. Otrzymane koniugaty immobilizowano na powierzchni krzemu zmodyfikowanej aminopropy lotrietoksy silanem. Powierzchnię scharakteryzowano techniką AFM i zbadano jej kąt zwilżania. Tak otrzymane macierze peptydowe poddano inkubacji z enzymami a produkty reakcji analizowano za pomocą techniki ESI MS.

EN

Enzyme assays are methods for measuring enzymatic activity, they are vital to study enzyme kinetics and enzyme inhibitors. Recently, polymer-peptide arrays where the peptide is specific substrate for the enzyme have attracted high attention. Such arrays can be applied as invaluable tools for enzyme recognition when connected to fluorescence or mass spectrometry detection. Peptide arrays consist of peptides immobilized on solid support directly or through polymeric linker. It w as shown that the presence of poly(ethylene oxide) as a linker between surface and the peptide offers many advantages. It minimizes non-specific binding of biomolecules on the surface, provides low background in fluorescence measurement, avoids steric hindrance , and thus makes linked peptide fully accessible the active site of an enzyme. In this work, conjugate of peptide and poly(ethylene oxide) were synthesized on the Tentagel resin using solid phase Fmoc chemistry, and then covalently immobilized by grafting-to method on the silica surface. Silica plates before grafting were modified by 3-aminopropy ltriethoxy silane and characterized by AFM and contact angel measurement. The obtained peptide arrays were incubated with enzymes and products of these reactions were analyzed by ESI MS.

6

Polimery wrażliwe na bodźce. Cz. 2, Zastosowanie

Utrata-Wesołek A., Trzebicka B., Dworak A.

Polimery

|

2009

|

T. 54, nr 5

334-341

PL

W publikacji (stanowiącej II cz. pracy przeglądowej dotyczącej polimerów wrażliwych na bodźce) przedstawiono możliwości zastosowania układów polimerowych reagujących na zmiany temperatury i pH. Szczegółowo omówiono następujące kierunki wykorzystania tego rodzaju materiałów: systemy kontrolowanego uwalniania substancji biologicznie aktywnych, hodowla i uwalnianie komórek, bioreaktory oraz budowa zaworów i czujników.

EN

The paper is the second part of a review concerning stimuli-sensitive polymers. In this part the possible applications of polymers sensitive to temperature or pH are presented. The following application directions of such materials are discussed in detail: systems of controlled release of biologically active substances, cell culture and release, bioreactors, constructions of valves and sensors.

7

Polimery wrażliwe na bodźce (I)

Utrata-Wesołek A., Trzebicka B., Dworak A.

Polimery

|

2008

|

T. 53, nr 10

717-724

PL

W ostatnich latach dużym zainteresowaniem cieszą się polimery wrażliwe na bodźce środowiska np. temperaturę, pH, światło czy obecność substancji biochemicznych. Polimery te, zwane również "inteligentnymi" mają duże znaczenie naukowe i technologiczne. Potencjalne, a także często już realizowane zastosowania wrażliwych na bodźce polimerów sięgają prób konstrukcji "nano-" i "mikrourządzeń" wykorzystywanych do transportu leków, bioseparacji, jako czujniki i człony wykonawcze i wiele innych. Praca przeglądowa dotyczy wrażliwych na bodźce polimerów i ich zastosowania. W pierwszej części opisane zostaną podstawy dotyczące zachowania polimerów pod wpływem działania temperatury i pH. Przegląd zawiera też podstawowe informacje dotyczące polimerów reagujących na inne bodźce (światło, obecność substancji biochemicznych) oraz na więcej niż jeden bodziec. Kolejna część pracy przeglądowej poświęcona będzie możliwości potencjalnego zastosowania polimerów wrażliwych na bodźce w różnych dziedzinach.

EN

In recent years much interest has been focused on the materials that respond to external stimuli such as temperature, pH, light or presence of biochemical compounds. So called stimuli-sensitive ("smart" or "intelligent") structures are of significant scientific and technological importance. They are used to construct devices, also nano- and microdevices for a variety of applications in the delivery of therapeutics, tissue engineering, bioseparation, sensors or actuators and many others. This review focuses on the stimuli-sensitive polymers and their potential application. In the first part the fundamentals of the behavior in solution of temperature and pH sensitive polymer materials are discussed. Basic information on other stimuli responsive polymers (photo- and biochemical sensitive systems, dual sensitive polymers) are also given. The next paper will be devoted to the application of stimuli-sensitive polymer materials in various areas.