Wpływ warunków hodowli in vitro na przeżywalnosć ludzkich komórek kostnych w kontakcie z materiałami ceramicznymi

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.

Czasopismo: Engineering of Biomaterials
Dziedziny: nauki inżynieryjno-techniczne
Dyscypliny: inżynieria materiałowa