Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Characteristics of the Porous Structure Developed Through Additive Manufacturing using Polyamide for Tissue Engineering Applications

Sikora Szymon, Bednarczyk Ewa, Grygoruk Roman, Fabijański Mariusz, Aniszewicz Andrzej

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2024

|

Vol. 18, no 5

EN

Additive manufacturing methods give the opportunity to produce interesting, new structures with a more complicated topology than would be possible using traditional methods. Methods: Using the selective laser sintering method, a disk with a high roughness and porous structure was produced. Studies of material surface were performed on microscopic devices. An in vitro experiment was performed on the manufactured disk using mice fibroblastic cells. Results: The designed shape enabled the growth of the cell culture in the disc pores and ensured impermeability of the disc base. Based on average viability 79%, which is close to reference well (80%), preliminary results confirmed that the manufactured structures create sufficiently comfortable conditions for the cell cultures without the need to design its internal topography. Conclusions: Controlling the production parameters of SLS printing allows to obtain structures characterized by spatial and surface porosity without designing inner geometry of the structure. Polyamide 2200 (PA2200) powder with a laser beam, offers new possibilities for producing surfaces used in the tissue engineering, bioreactors, and microfluidics devices.

2

Biomimetic alginate/perfluorocarbon microcapsules - tthe effect on in vitro metabolic activity and long-term cell culture

Stefanek Agata, Kulikowska-Darłak Aleksandra, Bogaj Karolina, Nowak Aleksandra, Dembska Joanna, Ciach Tomasz

Chemical and Process Engineering

|

2022

|

Vol. 43, nr 1

81-–95

EN

Cell encapsulation seems to be a promising tool in tissue engineering. However, it has been shown to have several limitations in terms of long-term cell cultures due to an insufficient oxygen supply. In this study we propose the use of novel microcapsules designed for long-term cell culture consisting of an alginate shell and perfluorocarbon (PFC) core, which works as a synthetic oxygen carrier and reservoir. The influence of PFC presence in the culture as well as the size of structures on cell metabolism was evaluated during 21-day cultures in normoxia and hypoxia. We showed significant improvement in cell metabolism in groups where cells were encapsulated in hydrogel structures with a PFC core. The cells maintained a typical metabolism (oxidative phosphorylation) through all 21 days of the culture, overcoming the oxygen supply shortage even in large structures (diameter ¡ 1 mm). Applying PFC in alginate matrices can improve cell metabolism and adaptation in long-term cell cultures.

3

Optimizing manufacturing conditions of polymer microspheres as cell carriers for modular tissue engineering

Mielan Bartosz, Pamuła Elżbieta

Engineering of Biomaterials

|

2020

|

Vol. 23, no. 156

2--9

EN

Microspheres (MS) made of biostable polymer, namely polystyrene, have been used as substrates for cell culture enabling rapid cell expansion in dynamic conditions. However, due to non-resorbability, polystyrene (PS) MS when repopulated with cells cannot be directly used in tissue engineering. Our concept was to produce MS from resorbable polymer – poly(L-lactide- -co-glycolide) (PLGA) as a support for adherent cells, e.g. osteoblasts. We hypothesize that such MS can be applied to the injured site to act as cell carriers or as modules for modular tissue engineering (MTE). In this article, we present the results of optimizing the PLGA MS manufacturing conditions via oil-in-water emulsification. Due to such a technique, MS with the required size, size distribution and properties suitable for cell culturing can be obtained. Three parameters of the oil-in-water emulsification were examined: the stirring speed of a water phase during MS manufacturing, the surfactant concentration, i.e. poly(vinyl alcohol) (PVA) in a water phase and concentration of PLGA in dichloromethane (DCM) as an oil phase. The results proved that the 7.5% PLGA concentration in DCM solution as an oil phase, the 0.5-2% concentration of PVA solution as a water phase and the stirring speed of water phase of 1000 rpm provided MS with the 160 μm mean diameter, which is suitable for cell culture. Moreover, the developed sieving and cleaning procedures were efficient to collect MS with the mean diameter of 280 μm, the more coherent size distribution and the ability to sink in the cell culture medium. The presence on the bottom of cell culture wells is crucial for MTE.

4

Numerical modelling of microflow and μPIV measurementin microfluidic cell culture device

Loska Michał

Archiwum Instytutu Techniki Cieplnej

|

2019

|

Vol. 6

55--72

EN

Microfluidics is a relatively young field of study and production of microfluidic devices still has roomfor improvement. Microfluidic devices can be found in many applications, especially in biology due toimmense capabilities to mimic physiological conditions of a living organism. To make the productionmore convenient and predict the conditions in designed microdevice CFD modelling can be used. Itallows predicting, among the others, flow pattern through microchannels and thermal conditions. It cansave expensive and time-consuming trial and error method in microdevice prototyping as a modificationof geometry and working conditions is much simpler in CFD modelling. In this work construction of the CFD model of flow through microfluidic cell culture device is presented. To verify the CFD modelan analytical solution was used. The CFD model results were very close to analytical ones, the averagerelative difference between the flow velocity was equal to 2.57%. Analysis of flow field results indicatedpossible improvement of medicine transport to cell culture chambers. The attempt to use simplified μPIV measurement was also a part of the research. These results were compared to the analytical model, the average relative error was equal to 34.55%. The main purpose of measurement attempt was to gainexperience inμPIV measurement so the average relative error value was still tolerable. Thanks to this attempt, useful conclusions were drawn allowing for more accurate measurements in the future.

PL

Badania nad urządzeniami mikroprzepływowymi to stosunkowo młoda dziedzina nauki, a w produkcji urządzeń mikroprzepływowych wci ̨a ̇z jest miejsce na poprawę. Urządzenia mikroprzepływowe znajdują wiele zastosowań, zwłaszcza w biologii ze względu na ogromne możliwości w naśladowaniu warunków fizjologicznych ̇żywego organizmu. Aby ułatwić produkcję i przewidzieć warunki panujące w projektowanym mikrourządzeniu, można zastosować modelowanie CFD. Pozwala ono przewidzieć m.in. warunki przepływu przez mikrokanały oraz warunki termodynamiczne w nich panujące. Modelowanie CFD pozwala zaoszczędzić na kosztownej i czasochłonnej metodzie prób i błędów w produkcji mikrourządzeń, ponieważ ̇z modyfikacja geometrii i warunków pracy jest znacznie prostsza w modelowaniu CFD. W tej pracy przedstawiono konstrukcję modelu CFD przepływu przez mikroukład w systemie mikro przepływowej hodowli komórek. Aby zweryfikować model CFD, skonstruowano model analityczny. Wyniki modelu CFD były bardzo zbliżone do wyników analitycznych, ponieważ średnia względna różnica między profilami prędkości przepływu wynosiła 2,57%. Analiza wyników polowych wskazała na możliwą poprawę efektywności dostarczenia leku do komór hodowlanych. Opracowanie wyników próbnego pomiaru μPIV było równie ̇z częścią tego badania. Po opracowaniu wyników, porównano je z wynikami modelu analitycznego - średni błąd względny wyniósł 34,55%. Głównym celem próbnego pomiaru było zdobycie doświadczenia w pomiarze μPIV, więc średnia wartość błędu względnego była nadal dopuszczalna. Dzięki tej próbie wyciągnięto użyteczne wnioski pozwalające na dokładniejsze pomiary w przyszłości.

5

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.

6

Ocena właściwości użytkowych rusztowań komórkowych o strukturze gąbczastej oraz wzrostu na nich fibroblastów

Kruk A., Gadomska-Gajadhur A., Dulnik J., Rykaczewska I., Ruśkowski P., Sebai A., Synoradzki L.

Polimery

|

2018

|

T. 63, nr 4

270--274

PL

Zbadano wpływ dodatku ciekłych prekursorów porów na morfologię, porowatość i właściwości mechaniczne polilaktydowych rusztowań komórkowych. Rusztowania otrzymano metodą mokrej inwersji faz w wariancie freeze extraction. Oceniono cytotoksyczność wybranych rusztowań w stosunku do fibroblastów mysich oraz ich przydatność do hodowli komórkowych. Wykazano, że dodatek prekursora porów dopolilaktydu korzystnie zmienia morfologię wytworzonych rusztowań, jednocześnie pogarszając ich wytrzymałość mechaniczną. Stwierdzono, że polilaktydowe rusztowania komórkowe z powodzeniem mogą być wykorzystywane do hodowli komórkowych.

EN

The effect of liquid pore precursor addition on the morphology, porosity and mechanical properties of polylactide scaffolds was investigated. The scaffolds were obtained by inversion phase method in freeze extraction mode. Selected scaffolds were subjected to a cytotoxicity test using mouse fibroblastcells. It has been shown that the addition of pore precursors favorably changes the morphology of scaffolds at the cost of decreased mechanical strength. It has been found that polylactide cellular scaffolds can be successfully used forcell culture.

7

Lab-on-a-chip jako uniwersalne narzędzie do hodowli i badań potencjału biologicznego mikroorganizmów

Podwin A., Kubicki W., Dziuban J. A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 10

85--88

PL

W artykule przedstawiono urządzenie lab-on-a-chip do hodowli i badań potencjału biologicznego mikroorganizmów. Szczegółowo opisano konstrukcję i technologię lab-chipa wykonanego ze szkła borokrzemowego. Użyteczność zaproponowanego rozwiązania sprawdzono w badaniach dwóch gatunków eugleny: Eugleny gracilis oraz Eugleny viridis. W ramach przeprowadzonych doświadczeń mikroorganizmy te poddano oddziaływaniu powietrza, azotu i dwutlenku węgla. Na podstawie otrzymanych wyników określono wzrost populacji euglen stymulowanych światłem i dwutlenkiem węgla (fotosynteza). Udokumentowano również pozytywną chemotaksję E. gracilis w kierunku powietrza. Doświadczenia wykazały, że konstrukcja lab-chipa umożliwia uzyskanie długoterminowej hodowli euglen i może znaleźć w przyszłości zastosowanie w badaniach potencjału biologicznego innych mikroorganizmów, komórek, czy oocytów.

EN

In the paper, the lab-on-a-chip for culturing and microorganisms’ investigation has been presented. The construction and technology of borosilicate glass chip has been described in details. Utility of the device has been verified in the study of Euglena vridis and Euglena gracilis. The selected microorganisms have been subjected to air, nitrogen and carbon dioxide stimulation. In the experiments, the population growth based on the photosynthesis process of two euglena species has been investigated. In addition, a repeatable, positive chemotaxis of Euglena gracilis towards air in the lab-on-a-chip device has been observed. The conducted experiments have proved that the lab-on-a-chip construction enables for a long term culturing of the chosen microorganisms and may be used to provide reliable cell or oocyte study in the near future.

8

Biomimetyczne matryce do przestrzennej hodowli komórek

Stefanek A, Ciach T.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2014

|

Nr 4

294--295

PL

Celem badań było opracowanie biomimetycznej matrycy z nośnikiem tlenu do długoterminowej hodowli komórek. Przedstawiono wyniki wstępne obejmujące opracowanie warunków procesu produkcji dwufazowych matryc oraz przeprowadzenie hodowli ludzkich chondrocytów w uproszczonej matrycy. Przeprowadzone badania dowodzą, iż rozmiar produkowanych mikrokapsułek maleje wraz ze wzrostem częstotliwości drgań dyszy. Hodowla komórek CP5 wykazuje konieczność zwiększenia stopnia dotlenienia enkapsulowanych komórek.

EN

The purpose of this work was to develop biomimetic matrix with oxygen carrier for long-term cell culture. Preliminary research results including: microcapsules production conditions and results of human chondrocytes culture in simplified matrices are presented. The size of microcapsules decreases with the increase of nozzle vibration frequency. The chondrocytes culture showed that a greater oxygen supply to the cultured cells is needed.

9

Laboratoria hodowli komórek: klasyfikacja bezpieczeństwa i wyposażenie

Bisewska E.

Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna

|

2013

|

nr 4

160--164

PL

Hodowla pozwala na utrzymanie poza organizmem żywym komórek przez ponad 24 godziny. Dzięki temu możliwe jest prowadzenie badań sprawdzających wpływ innowacyjnych związków chemicznych (w tym leków) na komórki. Zaletą hodowli jest również koszt badań, który jest wielokrotnie niższy niż koszt prowadzenia eksperymentów na zwierzętach. Do tego celu niezbędne jest odpowiednio przygotowane laboratorium. W artykule przedstawiono klasyfikację bezpieczeństwa biologicznego dla takich pomieszczeń oraz stosowane w nich techniki aseptyczne. Omówiono standardowe wyposażenie laboratorium przeznaczonego do prowadzenia hodowli komórek.

EN

Cells kept in cultures are able to stay alive out of the organism for over 24 hours. Thus the influence of new medicines and chemicals on the cells is possible to test. Costs of such investigations is much lower than costs of experiments on animals. For this purpose well prepared and equipped laboratory is needed. In the paper biological safety classification of such laboratories and used aseptic techniques are presented. Standard equipment of laboratories for cell cultures is described.

10

Action of The Static Magnetic Fields on The Antioxidant Activity in The Fibroblasts’ Culture

Glinka M., Gawron S. A., Sieroń A., Pawłowska-Góral K., Cieślar G., Sieroń-Stoltny K.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 1a

41--44

PL

W niniejszym artykule przedstawiono ocenę działania antyoksydacyjnego stałego pola magnetycznego (SMF) w hodowli fibroblastów. Do badań użyto komór testowych z indukcją 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7 T, które wcześniej zaprezentowano na międzynarodowej konferencji BEMS w Halifax w 2011 roku. Oceniono aktywność dysmutazy ponadtlenkowej (SOD, EC.1.15.1.1), peroksydazy glutationowej (GPx, EC. 1.11.1.9), reduktazy glutationowej (GR, EC. 1.5.4.2), całkowity potencjał antyoksydacyjny i stężenie dialdehydu malonowego, jako wskaźnika szybkości peroksydacji lipidów. Nie stwierdzono statystycznie istotnych różnic w aktywności enzymów, całkowitego potencjał antyoksydacyjnego oraz stężenia dialdehydu malonowego. Podczas całego eksperymentu mierzono jednorodność stałego pola magnetycznego na badanej powierzchni wszystkich komór i nie stwierdzono różnic. Uzyskane z badań dane wskazują, że stałe pole magnetyczne o powyższych parametrach nie mają szkodliwego wpływu na procesy odnowy tkanek.

EN

Our goal was to evaluate the antioxidant activity of the static magnetic field (SMF) in the fibroblasts’ culture. We used the test chambers with the induction 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7 T, previously presented in BEMS Meeting in Halifax. We evaluate the activity of superoxide dismutase (SOD, EC.1.15.1.1), glutathione peroxidase (GPx, EC. 1.11.1.9), glutathione reductase (GR, EC. 1.5.4.2), total antioxidant potential and malone dialdehyde concentration, as an indicator of lipid peroxidation rate. No statistically significant differences in the enzymes activity, total antioxidant potential and malone dialdehyde concentration were revealed. During the experiment the homogeneity of SMF in all chambers was measured, no differences were detected. Our data suggest that SMF in above parameters have no harmful influence on the regenerating tissues.

11

Tissue engineering of bone: the role of osteoblasts in osteogenesis and peri-implant bone healing

Wróbel E., Witkowska-Zimny M.

Engineering of Biomaterials

|

2013

|

Vol. 16, no. 119

2--7

EN

Osteoblasts are cells of mesenchymal origin, which rebuild resorbed bone by synthesizing bone matrix proteins and by inducing bone matrix mineralization. Osteoblasts play a crucial role in creating and maintenance of healthy bone architecture, bone repair, and peri-implant bone healing (osseointegration). These bone-forming cells are also involved in regulation of osteoclasts function, and hence bone resorption in osteoclastogenesis process. We have presented our own studies on the subsequent stages of differentiation of Human Bone-Derived Cells (HBDCs) that could be a good candidate as an autogenous source for reconstruction and rebuilding of own patient's bone using tissue engineering methods. In this review we discussed the biology of osteoblasts, compared with the HBDCs cultures, under the influence of growth factors (FGF-2, TGF-ß, IGF, PDGF) and hormones (PTH, 1,25-dihydroxyvitamin D3, leptin). Our review is also focused on the participation of intercellular adhesion proteins (cadherins, claudins, connexin, 'OsteoMacs'), transcription factors (Cbfal, Msx-2, Osx, ATF4), and others molecules (RANKL, OPG, BMP2, lactofferin, PPARY) in modulating osteoblasts functions on the basis of current reports, throwing new light on the involvement of osteoblasts during osteogenesis and peri-implant bone healing.

12

Wpływ reaktywności jonowej biomateriałów na żywotność komórek in vitro

Przekora A., Kołodyńska D., Ginalska G., Ślósarczyk A.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

Vol. 15, no. 114

59--65

PL

Powszechnie wiadomo, że reaktywne jonowo biomateriały indukują różne interakcje z otaczającym środowiskiem, powodując zmiany stężenia jonów, zwłaszcza kluczowych jonów takich jak wapń, magnez i fosfor, co może wpływać na metabolizm i żywotność komórek. Głównym składnikiem części mineralnej kości i zębów jest hydroksyapatyt (HAp) (Ca10(PO4)6(OH)2). W celu polepszenia własności mechanicznych oraz poręczności chirurgicznej hydroksyapatytu można połączyć go z dodatkowym komponentem organicznym np. polisacharydowym. W niniejszej pracy oznaczano reaktywność jonową oraz cytotoksyczność 2 typów kompozytów na bazie glukanu (kompozytu glukan-HAp i kompozytu glukan-C-HAp) oraz poszczególnych ich składników: wysokoporowatych granul hydroksyapatytu (HAp), wysokoporowatych granul HAp węglanowo-magnezowych (C-HAp) oraz glukanu. Reaktywność jonową testowanych materiałów oznaczono za pomocą absorpcyjnej spektrometrii atomowej (ASA). Badania in vitro przeprowadzono z zastosowaniem linii komórkowej hFOB 1.19 (ludzkie płodowe osteoblasty) oraz pierwotnej hodowli fibroblastów skóry (HSF). Cytotoksyczność ekstraktów z biomateriałów określono z użyciem 2 testów - MTT i NRU. Wyniki badań wyraźnie wskazały, że dodatek wysokoporowatych granul HAp i C-HAp do glukanu powoduje, że kompozyt jest reaktywny jonowo, co wpływa na metabolizm i żywotność hodowanych komórek.

EN

It is widely known that surface-reactive biomaterials induce various interaction with surrounded environment, causing changes in the ion concentration, especially with respect to the crucial ions such as calcium, magnesium and phosphorous, what may significantly affect the cell metabolism and viability. Hydroxyapatite (HAp) (Ca10(PO4)6(OH)2) is the main inorganic component of bones and teeth. In order to improve mechanical properties and surgical handiness of hydroxyapatite, an organic component e.g. polysaccharide can be added. In this work, the ion reactivity and cytotoxicity of 2 types of glucan-based composites (composite glucan-HAp and composite glucan-C-HAp) were evaluated. Additionally, the ion reactivity and cytotoxicity of each component of the composites: highly porous hydro- xyapatite (HAp), highly porous carbonated-Mg-HAp (C-HAp) and glucan were evaluated. The ion reactivity of tested materials was assessed by atomic absorption spectrometry (AAS). In vitro tests were carried out using hFOB 1.19 cell line (human fetal osteoblast cells) and human skin fibroblast primary cell culture (HSF). The cytotoxicity of biomaterials extracts was estimated by 2 methods - MTT and NRU. Our studies clearly indicated that addition of highly porous HAp and C-HAp granules to the glucan, make the composite ion reactive, what affects the metabolism and viability of cultured cells.

13

‘Lab-on-a-chip’ for cell engineering: towards cellular models mimicking in vivo

Ziółkowska K., Chudy M., Dybko A., Brzózka Z.

Challenges of Modern Technology

|

2011

|

Vol. 2, no. 1

79--82

EN

One of the main scopes of modern cell engineering is development of cellular models that can replace animals in drug screening and toxicological tests, so called alternative methods. Construction of the alternative model is a very challenging task due to a richness of factors creating the in vivo environment. The monolayer cell culture — cultivation of adhesive cells on artificial surfaces such as glass or polymer — lack most of the in vivo-like interactions, but still is the only tool for the majority of applications. One of the most prospective approaches on mimicking in vivo environment is “Lab-on-a-chip” technology. Microfluidic devices offer lots of advantages over traditional in vitro culture, e.g. much higher cell volume-to-extracellular fluid volume ratio or possibility of regulation of hydrodynamic stress. This presentation aims to introduce latest advances of our team in microfluidic cell culture devices. Our novel approach is to cultivate three dimensional multicellular aggregates (spheroids) in microenvironments arranged in a microfluidic system. The geometry and materials of the system allow for cultivation, observation and analysis of multicellular spheroids. The results presented concern multicellular tumor spheroids (MCTS) rising from human cancer cells, which are considered to represent most of the conditionings of cancer tumor in vivo. The fully developed MCTS microdevice will be a reliable tool for anticancer drug screening, as the results most likely will be in a close accordance with the results obtained in vivo.

14

Miniaturowy system analityczny do hodowli komórkowych

Jędrych E., Ziółkowska K., Chudy M., Brzózka Z.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 10

33-35

PL

Celem badań było wykonanie miniaturowego systemu przeznaczonego do hodowli komórek adherentnych, a następnie ocena jego przydatności w prowadzeniu analiz z wykorzystaniem hodowanych komórek. W wykonanym mikrosystemie przeprowadzono kilkudniową hodowlę komórek: A549 – komórki nowotworowe płuc oraz HT-29 – komórki nowotworowe jelita grubego, wcześniej opracowując protokoły sterylizacji i przygotowania mikroukładu do hodowli. Przeprowadzono testy związane z oceną toksyczności komórek na modelowym związku, jakim był 1,4- dioksan. Prawidłowość pracy mikroukładu potwierdzono poprzez skorelowanie otrzymanych wyników z testem wykonanym w skali makroskopowej. Opracowano również protokół ponownego wykorzystania mikrochipu do hodowli komórkowej oraz metodykę oceny absorpcji w PDMS-ie testowanych związków (dioksanu) w mikroukładzie.

EN

The aim of our study was to obtain a microsystem for adherent cell culture and then assess its usefulness for tests on the cultured cells. The culture of the human lung carcinoma cells (A549) and colorectal carcinoma cells (HT-29) was carried on in the microdevice for several days. The microdevice before cell docking in microchambers was especially prepared and sterilized according to the developed procedures. Both A549 and HT-29 cells are adherent, however they require a different conditions of growth to be optimized. However, the possibility of using the chip constructed and designed for culture different cell lines has been confirmed, which underline the versatility of the microchip. The suitability of the designed microsystem for cell-based cytotoxicity assay application was verified using 1,4-dioxane as a model toxic agent. The series of cytotoxicity tests in the microdevice as well as in classic 96-well cell culture plates were performed to compare results obtained in micro- and macroscale. The microdevice is fully reusable, i.e. it was used several times for various cell culture and cytotoxic experiments. The methodology for assessing of the absorption of tested compounds (1,4-dioxane) in PDMS in the chip was developed.

15

Aplikacja pola elektromagnetycznego zakresu mikrofalowego w badaniach eksperymentalnych in vitro

Sobiech J., Kieliszek J., Dąbrowski M., Stankiewicz-Szymczak W.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 12

139-141

PL

Wiedza o wpływie pola elektromagnetycznego na organizmy żywe jest gromadzona w studium eksperymentalnym. Dotyczy ono oceny stanu zdrowia organizmu żywego poddanego wpływowi pola elektromagnetycznego w ściśle kontrolowany sposób. Przedmiotem takich badań mogą być ludzie, zwierzęta, rośliny, ale i izolowane z ich organizmów komórki żyjące w warunkach hodowli in vitro. W artykule opisano doświadczenia autorów dotyczące ustanawiania warunków ekspozycji hodowli komórkowych na pole elektromagnetyczne.

EN

The knowledge about the biological effects of electromagnetic fields comes from an experimental study. The experimental study refers to the assessment of health status of a living organism exposed to the electromagnetic field in a strictly controlled manner. The subject of such studies are people, animals, plants, but also isolated cells that are living in a in vitro culture. The article describes the authors' own experience in the establishment of exposure conditions to electromagnetic fields for cell cultures.

16

The influence of titanium on physicochemical properties of Ti-modified hydroxyapatite materials

Ślósarczyk A., Zima A., Paszkiewicz Z., Szczepaniak J., Aza A. H., Chróścicka A.

Materiały Ceramiczne

|

2010

|

T. 62, nr 3

369-375

EN

The current and very popular approach to improving physicochemical and biological properties of hydroxyapatite implants is to incorporate some ions to HA structure. In this study we report the influence of titanium additives on sinterability, phase composition, microstructure, flexural strength and chemical stability of Ti-modified hydroxyapatite ceramics. Hydroxyapatite powders doped with various concentrations of Ti (0.5, 1.0 and 2.0 wt%) were produced by a wet method. In such a synthesis CaO, H3PO4 and TiCl3 were applied as reactants. The modification of HA structure by incorporation of titanium caused thermal decomposition of hydroxyapatite. During heat treatment perovskite (CaTiO3) and αTCP as the secondary phases were formed. Titanium additives decreased sinterability and flexural strength of Ti-HA ceramics. The obtained materials were chemically stable (pH values measured in SBF were close to the physiological value - during the 90 days of incubation changed in the narrow range from 7.48 to 7.70). Ionic conductivity of aqueous extracts was low (5-45 µS) and increased with the amount of titanium additive. The bioactive potential of Ti modified HA-ceramics was confirmed.

PL

W celu poprawy parametrów fizykochemicznych oraz biologicznych implantów hydroksyapatytowych stosuje się modyfikacje tego związku na drodze wprowadzania do jego struktury różnorakich jonów. W niniejszych badaniach przedstawiony został wpływ dodatków tytanu na spiekalność, skład fazowy, mikrostrukturę, wytrzymałość na zginanie oraz stabilność chemiczną ceramiki hydroksyapatytowej modyfikowanej tytanem. Proszki hydroksyapatytowe o różnej zawartości Ti (0,5, 1,0 and 2,0 % mas.) zsyntetyzowane zostały przy pomocy metody mokrej. Substratami w trakcie syntezy były następujące związki chemiczne: CaO, H3PO4 oraz TiCl3. Modyfikacja struktury hydroksyapatytu poprzez wprowadzenie jonów tytanowych stała się przyczyną dekompozycji temperaturowej związku. Podczas ogrzewania oprócz HA pojawiły się nowe fazy: perowskit (CaTiO3) oraz αTCP. Dodatek tytanu spowodował obniżenie spiekalności oraz wytrzymałości mechanicznej ceramiki Ti-HA. Otrzymane materiały charakteryzowały się stabilnością chemiczną (wartości pH mierzone podczas inkubacji próbek w SBF były zbliżone do pH fizjologicznego - podczas 90 dni inkubacji zmiana pH nastąpiła jedynie w wąskim zakresie 7,48 – 7,70). Przewodnictwo jonowe ekstraktów wodnych utrzymywało się na niskim poziomie (5 – 45 µS) i rosło wraz ze wzrostem ilości wprowadzonego tytanu. Potwierdzono potencjał bioaktywny ceramiki HA modyfikowanej tytanem.

17

Otrzymywanie, charakterystyka i ocena biologiczna wysokoporowatej bioceramiki hydroksyapatytowej

Ślósarczyk A., Potoczek M., Paszkiewicz Z., Zima A., Lewandowska-Szumieł M., Chróścicka A.

Materiały Ceramiczne

|

2010

|

T. 62, nr 2

224-229

PL

Celem przeprowadzonych badań było uzyskanie, charakterystyka składu fazowego i mikrostruktury oraz ocena biologiczna wysokoporowatych materiałów implantacyjnych na bazie hydroksyapatytu. Materiały te zostały otrzymane metodą żelowania spienionej zawiesiny oraz poprzez odwzorowanie porowatej matrycy organicznej. Wykazano, że obie powyższe metody pozwalają uzyskać monofazową bioceramikę hydroksyapatytową o wielkości makroporów dochodzących do 900 μm. Przy zastosowaniu metody odlewania żelowego spienionej zawiesiny dodatkowo obecne są na ściankach otaczających sferyczne makropory okienka o rozmiarze 10–200 μm. Interesująca architektura porów tworzywa wyprodukowanego na bazie gąbki poliuretanowej pozwoliła uzyskać podczas hodowli komórkowej bardziej równomierne rozmieszczenie komórek w całej objętości próbek.

EN

The aim of this study was fabrication, characteristisation of phase composition and microstructure, as well as biological evaluation of the highly porous hydroxyapatite-based implantation materials. The methods of gelcasting of foams and replacement of porous organic matrix were used to fabricate the materials. It was stated that each method results in obtaining monophase hydroxyapatite bioceramics with the size of macropores up to 900 μm. When the gelcasting of foams method was applied, windows were additionally present in the walls surrounding the spherical macropores. Interesting pores architecture of the material produced on the basis of polyurethane spongy let a more homogeneous cell distribution in the whole volume of the samples to be obtained during the cell culture.

18

A method of estimation of the cell doubling time on basis of the cell culture monitoring data

Korzyńska A., Zychowicz M.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2008

|

Vol. 28, no. 4

75-82

EN

Investigation with time-lapse microscopy of the clonal growth of stem cells provides to the analysis of image sequences, which document development of a single clone in constant time increments. The cell doubling time (T2) determines the dynamics of the cell culture development as average time taken for a cell to complete the cell cycle and is typically estimated with cytometric measurements within several days. However our monitoring of the cell culture lasts shorter, so the dependence of T2 from measurements available from image sequences has been found and applied to the collected data. The results are compared with the cell doubling time estimated and published for the cell line by the lab, in which it has been established.

19

Badania doświadczalne i modelowanie CFD hydrodynamiki przepływu zawiesiny w mikrokomorach modułu membranowego

Szafran R. G., Modelski S.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2007

|

Nr 4-5

120-124

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych oraz symulacji CFD hydrodynamiki przepływu zawiesiny komórkowej w module membranowym wyposażonym w 9 mikrokomór filtracyjnych oraz zbadano potencjalne możliwości jego wykorzystania jako modułu μCCC do prowadzenia hodowli kultur komórkowych. Uzyskane warstwy komórkowe cechowały się dobrą spoistością i jednorodnością, jednak ich grubość była zmienna z długością i odległością komory od punktu zasilania modułu. Słowa kluczowe: moduł membranowy, mikrokomory filtracyjne, zawiesina, kultury komórkowe, symulacja CFD

EN

In the paper, the possibilities of application of a microfiltration membrane module with nine micro-culture chamber (^CCC) for the culturing of eukaryote cells were investigated. The potential application of microfiltration modules in a μCCC was confirmed experimentally as well as by the CFD simulations. The cell layer on the membrane was smooth and continuous, without cracks and breaks, but its height varied with the length and the number of chamber.

20

Porowate nośniki korundowe do zastosowania w inżynierii tkankowej.

Jaegermann Z., Michałowski S., Karaś J., Chróścicka A., Lewandowska-Szumieł M.

Szkło i Ceramika

|

2006

|

R. 57, nr 4

16-20

PL

Niniejszy tekst opisuje próby wytworzenia porowatych nośników korundowych i ich zastosowanie w hodowli komórkowej. Badania właściwości fizycznych i mikrostruktury wytworzonych materiałów zarówno gęstych, formowanych przez prasowanie jak i pianek korundowych otrzymanych metodą matrycy organicznej wykazały, że mogą one służyć jako nośniki do hodowli komórek. Obserwacje morfologiczne hodowli ludzkich komórek osteogennych (osteoblastów) potwierdziły dobrą tolerancję badanych materiałów korundowych, co daje szanse na otrzymanie prawidłowej tkanki kostnej in vitro w hodowlach długookresowych na badanych podłożach.

EN

Text presents results of research on porous alumina carriers and their application for cell culture. Tests of microstructure and physical properties of dense materials formed by pressing as well as porous alumina foams formed by polyurethane sponge method showed that they can be used as support for cell culture. Morphological observations of osteoblasts cultured on the surface of tested materials proved good tolerance of cells to alumina. Obtaining bone tissue in vitro during long-term culture on the investigated materials, seems thus very probable.