Use of Poly Vinyl Alcohol (PVA) Cryogelation for Tissue Engineering: Composites, Scaffold Formation and Cell Encapsulation

دسته بندی: علم شیمی
ویرایش:  
نویسندگان: Vrana N.E.  
سری:  
 
ناشر:  
سال نشر:  
تعداد صفحات: 277 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 7 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 53,000

پایان نامه ارائه شده به دانشگاه شهر دوبلین در تحقق شرایط مورد نیاز برای درجه دکتری فلسفه - دانشکده مهندسی مکانیک و ساخت و ساز، دانشگاه شهر دوبلین، ایرلند - 2009. - 277 p. Cryogelation PVA یک روش فیزیکی تشکیل هیدروژل است که کرایوژل هایی با خواص مکانیکی قابل مقایسه با بافت عروقی تولید می کند. با این حال، کرایوژل های PVA ​​به تنهایی برای اتصال و تکثیر سلولی مناسب نیستند. این را می توان با توسعه کرایوژل های کامپوزیتی غلبه کرد. علاوه بر این، انجماد یک فرصت منحصر به فرد برای کپسوله کردن و ذخیره سازی سلول ها در یک مرحله فراهم می کند. اگر بتوان ساختار کامپوزیت و شرایط ژل شدن صحیح را به دست آورد. در این مطالعه، کرایوژل‌های کامپوزیتی PVA/Biomacromolecule با اتصال متقاطع فیزیکی دو مرحله‌ای (کرایوژلاسیون و درمان حمام انعقادی) در حضور مواد افزودنی مختلف تولید شدند و یک روش جدید برای تولید کرایوژل‌های PVA ​​کپسوله‌شده سلولی برای مهندسی بافت عروقی توسعه یافت. همچنین فرض بر این بود که تنش برشی مختل می تواند برای تسهیل اندوتلیالیزه شدن سطح کرایوژل PVA استفاده شود.
نتایج نشان داد که روش تشکیل ژل دو مرحله ای برای مقاومت در برابر تخریب و خواص مکانیکی مفید است. همه کامپوزیت‌ها از اتصال و تکثیر سلولی پشتیبانی می‌کردند، با این حال کامپوزیت‌های PVA/ژلاتین نسبت به سایرین برتر بودند. اندوتلیالیزه شدن کرایوژل‌های PVA/ژلاتین در شرایط تنش استاتیک و برشی با سطوح پایین آپوپتوز و ترشح ثابت نیتریک اکسید به دست آمد. نشان داده شد که اعمال تنش برشی مختل به طور چشمگیری اندوتلیالیزه شدن سطح کرایوژل را تسهیل می کند.
یک روش کلی برای کپسوله‌سازی از طریق انجماد ابداع شد و کرایوژل‌های مملو از سلول قوی که تکثیر سلولی را تقویت می‌کرد، به دست آمد. ذخیره سازی در شرایط یخ زده بر زنده ماندن سلول های محصور شده تأثیری نمی گذارد، که دورنمای ذخیره سازی طولانی مدت ایمن را نشان می دهد. کرایوژل‌های مملو از سلول‌های ماهیچه صاف نیز قادر به حمایت از کشت مشترک با سلول‌های اندوتلیال بودند. نتایج نشان می‌دهد که سیستم کپسوله‌سازی جدید توسعه‌یافته برای کاربردهای عروقی و احتمالاً دیگر مهندسی بافت مناسب است.

Thesis presented to Dublin City University in fulfilment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy - School of Mechanical and Manufacturing Engineering, Dublin City University, Ireland – 2009. – 277 p. PVA cryogelation is a physical hydrogel formation method, which yields cryogels with comparable mechanical properties to vascular tissue. However PVA cryogels are not suitable for cell attachment and proliferation alone. This can be overcome by the development of composite cryogels. Moreover, cryogelation provides a unique opportunity for encapsulation and storage of cells in one-step; if the correct composite structure and gelation conditions can be attained. In this study, PVA/Biomacromolecule composite cryogels were produced with a two step physical crosslinking (cryogelation and coagulation bath treatment) in the presence of different additives and a novel procedure to produce cell encapsulated PVA cryogels was developed for vascular tissue engineering. Also it was postulated that the disturbed shear stress could be used to facilitate endothelialisation of the PVA cryogel surface.
The results demonstrated that, the two step gel formation method was beneficial for degradation resistance and mechanical properties. All composites used supported cell attachment and proliferation, however PVA/Gelatin composites were superior compared to the others. Endothelialisation of PVA/Gelatin cryogels was achieved both under static and shear stress conditions with low levels of apoptosis and steady secretion of Nitric Oxide. It was shown that application of disturbed shear stress dramatically facilitated endothelialisation of the cryogel surface.
A general method of encapsulation via cryogelation was developed and robust cell-laden cryogels which promoted cell proliferation were obtained. Storage in frozen conditions did not affect the viability of the encapsulated cells, which suggests the prospect of safe long-term storage. Smooth muscle cell-laden cryogels were also able to support co-culture with endothelial cells. The results suggest that the novel encapsulation system developed is suitable for vascular and possibly other tissue engineering applications.