Συμπεριφορά ενδοθηλιακών κυττάρων υπό δυναμικές συνθήκες, σε διαφορετικά υποστρώματα εξωκυττάριας μήτρας:
Creators: name: Λεωνιδάκης Κίμων Αλέξανδρος Γεωργίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2011
Subjects: Ενδοθηλιακά κύτταρα
Εξωκυττάρια μήτρα
Ιστοτεχνολογία
Endothelial cells
Extracellular matrix
Tissue engineering

description: Οι καρδιοαγγειακές παθήσεις αποτελούν με διαφορά την πρώτη αιτία θανάτου στο δυτικό κόσμο. Η αντιμετώπιση τους γίνεται με αγγειοπλαστική ή επέμβαση παράκαμψης (bypass). Για την αντικατάσταση τμημάτων των φυσικών αγγείων χρησιμοποιούνται αυτόλογα μοσχεύματα ή συνθετικά τεχνητά αγγεία, μέσω των οποίων δημιουργείται παράκαμψη στη ροή του αίματος. Στα αγγεία μικρής διαμέτρου ( &lt; 6 mm), όπως για παράδειγμα στις στεφανιαίες αρτηρίες, τα αγγεία από συνθετικά υλικά δεν είναι ικανοποιητική λύση λόγω της περιορισμένης ανθεκτικότητας τους στο χρόνο. Από την άλλη, τα αποθέματα του ίδιου οργανισμού σε μοσχεύματα είναι περιορισμένη, επομένως η ανάγκη για λειτουργικά τεχνητά αγγεία με αντοχή στο χρόνο είναι μεγάλη. Η ιστοτεχνολογία αιμοφόρων αγγείων (vascular tissue engineering) αφορά τη μίμηση της δομής, της λειτουργίας και του φυσικού περιβάλλοντος των φυσικών αγγείων, με σκοπό τη δημιουργία των κατάλληλων συνθηκών κάτω από τις οποίες τα κύτταρα θα προχωρήσουν στην παραγωγή και ανάπτυξη καινούριου ιστού. Δύο πολύ σημαντικοί παράγοντες σε αυτή τη διαδικασία είναι ο τύπος της εξωκυττάριας μήτρας και η επίδραση των μηχανικών ιδιοτήτων της επιφάνειας στη συμπεριφορά των κυττάρων. Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζονται συνδυαστικά οι δύο αυτοί παράγοντες στη συμπεριφορά των ενδοθηλιακών κυττάρων, τα οποία αποτελούν το πρώτο εσωτερικά στρώμα ενός υγειούς αγγείου και το μοναδικό που έρχεται σε επαφή με το αίμα. Αντικείμενο της εργασίας αυτής είναι η παρατήρηση των ενδοθηλιακών κυττάρων σε διαφορετικές εξωκυττάριες μήτρες. Επειδή όμως οι πρωτεΐνες από μόνες τους δεν μπορούν να υποστηρίξουν μηχανικά τα κύτταρα, χρησιμοποιούνται ως επιστρώσεις σε σωλήνες σιλικόνης εσωτερικής διαμέτρου 4 mm. Ο λόγος που προτιμήθηκε η σιλικόνη ως υπόστρωμα είναι οι μηχανικές της ιδιότητες οι οποίες πλησιάζουν αυτές του φυσικού αγγείου. Συνολικά, τα υλικά εξετάστηκαν για τις μηχανικές τους ιδιότητες μακροσκοπικά με δοκιμασίες εφελκυσμού και στην επιφάνεια τους με μετρήσεις νανοεισχώρησης, ενώ μελετήθηκε και η μορφολογία των επιφανειώνμε μικροσκοπία ατομικών δυνάμεων. Στη συνέχεια έγιναν πειράματα για την αλληλεπίδραση των ενδοθηλιακών κυττάρων με τις πρωτεΐνες στατικά και υπό την επίδραση μηχανικών ερεθισμάτων στο βιοαντιδραστήρα. Συνδυάζοντας τα αποτελέσματα από το χαρακτηρισμό των υλικών με τις παρατηρήσεις των κυττάρων μετά από τα πειράματα, προκύπτουν χρήσιμα συμπεράσματα για την επίδραση των μηχανικών ιδιοτήτων των επιφανειών και των μηχανικών ερεθισμάτων στη συμπεριφορά των ενδοθηλιακών κυττάρων.
description: Cardiovascular disease is the number one killer in the western world. Coronary heart disease is treated by angioplasty or bypass graft operation. In the latter, vascular grafts are used in order to reroute blood around occluded arteries using autologous native blood vessels or synthetic biomaterials. However, native vessels have limited availability, and synthetic grafts induce clotting and fail. Thus, there is a great need for a synthetic vascular graft with good patency. Vascular tissue engineering involves mimicking the structure, function and physiologic environment of native vessels. Two important factors in this process are the extracellular matrix (ECM) type and its mechanical properties. ECM is the natural environment of cells and plays a significant role in many ways, one of which being the manner that it delivers mechanical stimuli to the cells. In the present dissertation, two ECM proteins are examined for their effect on endothelial cells in static or dynamic experiments: gelatin and fibronectin. Due to the fact that a protein alone cannot physically support a vascular graft, silicone tubes of an inner diameter of 4 mm are coated with the proteins. Silicone tubes were chosen because of their close resemblance to the mechanical properties of a native vessel. The first part of this thesis involves the study of materials for their bulk and surface mechanical properties with tensile testing and nanoindentation measurements, respectively. The morphology of the surfaces in the microscale was also examined using Atomic Force Microscopy (AFM). The second part involves materials-cells interactions in static or dynamic experiments in a bioreactor, with the additional application of external mechanical stimuli to the cells. Combining the results of the characterization of the used materials and the observation of the cells after several experiments, one can correlate the endothelial cells’ behavior to the mechanical properties of their substrate.