Two approaches to polymer surface nanostructuring by laser beam are discussed: (i) exposure of surface to a polarized excimer laser beam and (ii) scanning of doped polymer surface by a semiconductor laser. The effect of laser fluence, the angle of incident laser beam and its wavelength on the nanostructure formation is described. Nanostructured polymers are used as substrates for deposition of Au nanolayers and biocompatibility studies. The properties of deposited Au nanolayers are significantly influenced by surface structure and chemical nature of the used substrate. Polymer films doped with porphyrin were irradiated with laser and simultaneously mechanically scanned. By combination of these two techniques a regular periodic pattern was formed. The structural properties depend on scanning rate and laser intensity. Nanostructured polymer surfaces are promising substrates in electronics, optics and tissue engineering.

• Klíčová slova
• laserový svazek, interakce,
• MeSH
• biokompatibilní materiály MeSH
• biopolymery terapeutické užití   MeSH
• buněčné kultury MeSH
• lasery využití   MeSH
• nanostruktury MeSH
• nanotechnologie MeSH
• polymery terapeutické užití   MeSH
• povrchové vlastnosti MeSH
• tkáňové inženýrství MeSH
• tkáňové podpůrné struktury MeSH
• Publikační typ
• práce podpořená grantem MeSH

The goal of our project is to compare the impact of a biocompatible coated extracorporeal system with the non coated system on functional competency of fibrinogen and platellets. Patients will be randomly assigned to a group with a biocompatible coated system for extracorporeal circulation tubing set ( group C), or a group without this coating (group N). Each group will comprise of 75 patients. Despite standard preoperative tests (incl thrombocytes, INR, aPTT and DD), fibrinogen level will be obtained by the standard Von Clauss method and coagulation examination TEG and TEG Funtional fibrinogen (Haemoscope Corp. IL, USA) will be performed. Ratio of functional to total fibrinogen will be assessed. Measurements will be repeated 2 hours and 2 days after the operation. At the end, fibrinogen protection rate against functional damage, caused by both systems, will be evaluated.

Cílem projektu je srovnání dopadu použití biokompatibilně potaženého povrchu mimotělního oběhu se systémem nepotaženým na funkční kompetenci fibrinogenu a trombocytů . Pacienti budou randomizováni do skupiny s biokompatibilně potaženým systémem pro mimotělní oběh ( skupina C) a systémem bez tohoto potažení (N). V každé skupině plánujeme 75 pacientů. Pacientům obou skupin budou kromě běžných předoperačních odběrů vyšetřena standartní laboratorní metodou dle Von Clausse hladina fibrinogenu a provedena vyšetření koagulace TEG i TEG Funkční Fibrinogen (Haemoscope Corporation, IL, USA). Stanovíme poměr funkčního fibrinogenu na celkovém fibrinogenu. Tyto odběry budou opakovány 2 hodiny po operaci a 2. pooperační den. Závěrem srovnáme míru protekce fibrinogenu i trombocytů v obou skupinách.

• MeSH
• biokompatibilní potahované materiály MeSH
• fibrinogen analýza   MeSH
• hemokoagulace MeSH
• kardiochirurgické výkony metody   přístrojové vybavení   MeSH
• krevní transfuze MeSH
• krvácení MeSH
• mimotělní oběh přístrojové vybavení   MeSH
• syndrom systémové zánětlivé reakce MeSH
• testování materiálů MeSH
• tromboelastografie MeSH

• Konspekt
• Ortopedie. Chirurgie. Oftalmologie
• NLK Obory
• kardiologie
• chirurgie
• NLK Publikační typ
• závěrečné zprávy o řešení grantu IGA MZ ČR

Při použití mimotělního oběhu (MTO) se krev dostává do kontaktu s cizorodým povrchem. To způsobuje aktivaci řady kaskádových i buněčných systémů včetně aktivace koagulace. Ke zmírnění tohoto dopadu byly vyvinuty různé druhy biokompatibilně upraveného povrchu. Studovali jsme vliv heparinem potaženého setu pro MTO na hodnotu a funkci fi brinogenu, vyšetřenou pomocí TEG, oproti setu takto neupravenému. Porovnáním párových hodnot nebyly nalezeny statisticky významné rozdíly.

When cardiopulmonary bypass (CPB) is used, the blood comes into contact with foreign surfaces. It causes an activation of numerous cascade and cell systems, including coagulation. To diminish this impact, various types of biocompatible coated surfaces have been developed. We studied the eff ect of heparin-coated CPB systems on the level and function of fi brinogen as measured by TEG, compared with non-coated systems. No statistically signifi cant diff erences between both groups were revealed by comparing paired data.

• Klíčová slova
• biokompatibilní povrch, funkční fibrinogen, koagulace,
• MeSH
• biokompatibilní materiály MeSH
• fibrinogen analýza   MeSH
• financování organizované MeSH
• hemokoagulace MeSH
• ischemická choroba srdeční MeSH
• krevní transfuze využití   MeSH
• lidé MeSH
• mimotělní oběh metody   přístrojové vybavení   MeSH
• statistika jako téma MeSH
• testování materiálů MeSH
• výsledek terapie MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH

• MeSH
• biokompatibilní potahované materiály MeSH
• financování organizované MeSH
• lidé MeSH
• povrchové vlastnosti MeSH
• zubní implantáty MeSH
• zubní materiály MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• přehledy MeSH

Biokompatibilní podmínky mechanické provázanosti pojivových tkání s neživým prostředím hrají klíčovou roli při zajišťování stability implantátů ve tkáních. Vhodnou plasmatickou modifikací atomy dusíku a kyslíku lze na povrchu implantátů zajistit vznik ligandů. Následné potažení implantátu kolagenem přispívá ke zlepšení kvality propojení kolagenních vláken s neživým prostředím.

Biocompatible conditions of mechanical coherence of the connective tissues with inanimate environment play a key role in ensuring the stability of implant in tissues. Creation of ligands on surfaces of implants can be ensured by appropriate plasmatic modification of them by nitrogen and oxygen atoms. Coatings of implants by collagen films contribute to the bonding quality of collagen fibres with polymer surfaces.

• Klíčová slova
• biokompatibitita, biomateriál, bioligandy,
• MeSH
• biokompatibilní materiály MeSH
• biomechanika MeSH
• biomedicínský výzkum MeSH
• financování organizované MeSH
• kolagen ultrastruktura   MeSH
• lidé MeSH
• protézy a implantáty ultrastruktura   MeSH
• techniky in vitro MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH

Úvod a cíl: Oxidické vrstvy na povrchu titanové slitiny mají vliv na odolnost proti korozi a biokompatibilitu. Vynikající kompatibilita mezi tkání, kostí a slitinou titanu je převážně řízena vlastnostmi jeho stabilní povrchové vrstvy složené z oxidu titaničitého. Oxidové vrstvy mohou být připraveny mnoha různými metodami; oxidační proces a jeho podmínky vedou k různým vrstvám: rozdíly jsou v chemickém složení, mechanických vlastnostech, struktuře atd. Odchylka ve struktuře vrstvy může ovlivnit stabilitu, přilnavost nebo biokompatibilitu vrstvy. Anodická oxidace titanových slitin ve vhodném médiu (a za určitého napětí a proudové hustoty) může vytvořit nejen oxidickou vrstvu, ale také strukturu na povrchu oxidické vrstvy. Tato struktura je obvykle charakterizována póry o velikosti od desítek do stovek nanometrů. Strukturovaný povrch radikálně mění interakci mezi povrchem titanu a buňkami, a tím i chování tohoto materiálu uvnitř těla. Chování buněk na strukturovaném povrchu různých slitin titanu není dosud řádně popsáno. Tato experimentální práce povede k lepšímu pochopení těchto strukturovaných oxidových vrstev. Metody: Anodická oxidace byla provedena na vyleštěných vzorcích z Ti6Al4V ELI. Oxidační proces probíhal v elektrolytu 1M H2SO4 s napětím kolem 100 V a proudovou hustotou 50 mA/cm2. Výsledná oxidická vrstva byla hodnocena a dokumentována pomocí řádkovací elektronové mikroskopie (SEM), kterou byla kontrolována tloušťka oxidické vrstvy a povrchová morfologie. Pozorována byla také změna zbarvení a drsnosti povrchové vrstvy po oxidaci související s růstem oxidů. Cytokompatibilita povrchu materiálu je vyjádřena stanovením plochy povrchu, kterou obsadí buňky po třídenní kultivaci. Jedná se o metodu, která je běžně užívána a akreditována Českým institutem pro akreditaci. K pokusu byly užity buňky MG63 a bylo stanoveno procento buňkami kolonizované plochy povrchu. Hodnocení bylo provedeno na leštěných a anodizovaných površích vzorků z Ti6Al4V ELI. Výsledky byly navzájem porovnány. Výsledky: Byly připraveny vzorky s povrchem nanostrukturovaným pomocí anodické oxidace, přičemž struktura povrchu byla tvořena póry o velikostech v řádech desítek až stovek nanometrů. Výsledky pokusů ukázaly větší vůli buněk kolonizovat anodizovaný povrch. Neanodizovaný povrch byl kolonizován v 56,9 %, kdežto anodizovaný byl při stejných podmínkách kolonizován v 63,5 %. Všechny výběrové soubory byly gaussovsky distribuovány. Závěr: Anodickou oxidací byla připravena nanostrukturovaná oxidická vrstva na vzorcích z Ti6Al4V ELI. Cytokompatibilita vytvořené vrstvy byla porovnávána vůči neoxidovaným vzorkům. Bylo ukázáno, že buňky kolonizují větší plochu povrchu vzorku v případě oxidovaných vzorků.

Introduction, aim: The oxide layers on surface of titanium alloy are infl uencing corrosion resistance and biocompatibility. The compatibility between the bony tissue and titanium alloy is prevalently dependent on properties of a stable titanium dioxide layer. These layers can be prepared by various methods. The oxidation process (and its conditions) is resulting in diff erent types of oxide layer: diff erence in chemical composition, mechanical properties, inner structure etc. The deviation inside of the layers structure may infl uence the stability of the layer, its adhesion or biocompatibility. The anodic oxidation of titanium alloys in appropriate electrolyte (under certain conditions) can lead not only to creation of the oxide layer, but to creation of an oxide layer with structured surface. This kind of structure is usually characterized by pores in nanometer scale. The structured surface radically changes the interaction between the titanium alloys surface and cells; and thus influencing its behavior inside a body. The cell interaction with the structured surfaces is not properly described yet. This work aims for better understanding of such structured layers. Methods: The anodic oxidation was carried out on Ti6Al4V ELI polished samples. The oxidation process was realized in 1M H2SO4 electrolyte with the voltage 100 V and current density 50 mA/cm2. The thickness and surface morphology of the resulting oxide layer were evaluated and documented using a scanning electron microscope (SEM). The changes of color and roughness of the surface after the oxidation were observed as well. The cytocompatibility of the materials surface is expressed by a surface area colonized by cells after the three days of cultivation. This method is standardly used and accredited by ČIA. The MG63 cells were used for the experiment and the percentage of colonized surface area was evaluated. The evaluation was done on polished and oxidized Ti6Al4V ELI samples and the results were compared. Result: The structure of samples prepared using the anodic oxidation consisted of pores with size ranging from tens to hundreds of nanometers. The cytocompatibility testings showed that the cells colonized larger area on the oxidized samples. The cells covered 56.9% of the surface area of the polished samples, while 63.5% of the surface area of the anodized samples. Results of all samples exhibited Gaussian distribution. Conclusion: The anodic oxidation lead to a creation of nanostructured oxide layer on Ti6Al4V ELI samples. The cytocompatibility of this layer was compared to polished samples. It was shown that cells are colonizing the larger surface area on the oxidized samples.

• Klíčová slova
• oxidická vrstva, cytokompatibilita, MG63, anodická oxidace,
• MeSH
• biokompatibilní materiály * MeSH
• buňky MeSH
• lidé MeSH
• titan MeSH
• výzkum MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH

30. kongres Evropské společnosti pro umělé orgány (European Society for Artificial Organs, ESAO) se konal od 3. do 6. září 2003 v německých Cáchách. Letošním mottem kongresu bylo: „High-tech a medicína“. Přednášky a prezentace se týkaly nejnovějších poznatků z oblasti umělých orgánů, buněčného a tkáňového inženýrství, buněčných regenerací, biomateriálů, modifikace povrchů, robotiky, miniaturizace a implantátů. Kongresu se aktivně zúčastnily výzkumníci z 28 zemí, s celkem 129 odbornými přednáškami a 225 posterovými prezentacemi, většina prací vznikla za spolupráce odborníků medicínských, přírodních a technických věd.

• MeSH
• biokompatibilní materiály MeSH
• biomedicínské inženýrství MeSH
• umělé orgány MeSH
• Publikační typ
• kongresy MeSH

Adsorpcí biopolymerů na povrch titanu a titanem dopovaných uhlovodíkových povlaků se zvyšuje optická drsnost, tloušťka a index lomu povrchové vrstvy. Fibrinogen se lépe adsorbuje na povrchu titanu, který je upraven leštěním a leptáním, nežli na povrchu pouze leštěném. Nejlépe se adsorbuje na povrch uhlovodíkových povlaků dopovaným titanem, které byly deponované reaktivním magnetronovým naprašováním v optimálním poměru Ti0,38 - C0,62 a Ti0,09 - C0,91. Takto upravené povrchy dentálních implantátů by měly urychlit jejich oseointegraci a vhojení. Na povrch titanu se lépe adsorbují jednořetězové pyrimidinové oligodeoxynukleotidy (TTC)12, nežli purinové (AAG)12. Dvojšroubovicový duplex (TTC)12. (AAG)12 neovlivňuje optické vlastnosti povrchu titanu a patrně se na povrch neadsorbuje.

Adsorption of biopolymers at the titanium and titanium carbide surface increases the optical roughness as well as the thickness and refractive index of the surface layer. Fibrinogen is better adsorbed at the titanium surface which is treated by polishing and etching than at the surface treated only by polishing. The best adsorption of fibrinogen was observed at the titanium carbide surface prepared by plasma-enhanced chemical vapour deposition, the optimal ratio was Ti0,38 - C0,62 a Ti0,09 - C0,91. The surface of dental implants treated by this way should speed up their osseointegration and healing. The single stranded pyrimidine oligodeoxynucleotides (TTC)12 are better adsorbed at the titanium surface than the purine oligodeoxynucleotides (AAG)12. The double-helical duplex (TTC)12. (AAG)12 has no effect on the optical properties of the titanium surface and probably is not adsorbed there.

• MeSH
• adsorpce MeSH
• biokompatibilní materiály normy   MeSH
• biosenzitivní techniky využití   MeSH
• fibrinogen MeSH
• financování organizované MeSH
• mikroskopie atomárních sil využití   MeSH
• oligonukleotidy MeSH
• osteoblasty ultrastruktura   MeSH
• osteointegrace fyziologie   MeSH
• techniky in vitro MeSH
• titan terapeutické užití   MeSH
• zubní implantáty MeSH

Halloysit je v přírodě se vyskytující minerál příbuzný kaolinu, který se vyznačuje specifickým tvarem částic ve formě ultramikroskopických mnohovrstevných dutých prázdných válečků. Našel své uplatnění v mnoha průmyslových odvětvích a vzhledem ke svým výhodným vlastnostem, např. biokompatibilitě, adsorpci léčiv, vysoké mechanické odolnosti a snadné dostupnosti, také ve farmacii a medicíně. Může vázat léčiva na povrchu nebo uvnitř tubulů a zvyšovat jejich stabilitu nebo měnit jejich uvolňování. Povrch tubulů je snadno modifikovatelný pro využití v transportních lékových systémech. Halloysit je perspektivním materiálem pro kostní implantáty a pro řízené uvolňování biomakromolekul. Přehledový článek se zabývá farmaceutickým a biomedicínským využitím tohoto zajímavého materiálu a zahrnuje původní experimentální práce z posledních let. Klíčová slova: halloysit • adsorpce léčiv • uvolňování léčiv • transportní lékové systémy • tkáňové inženýrství

Halloysite is a naturally occurring mineral similar to kaolin, possessing a special particle shape in the form of ultramicroscopic multi-layered hollow cylinders. It is utilizable in many industrial branches and due to its advantages, e.g. biocompatibility, drug entrapment, high mechanical strength and easy natural availability also on the pharmaceutical field and in medicine. It can bind drugs on the surface or inside of tubules and increase drug stability or change its release. Surface of the tubules can be readily modified for the application in drug delivery systems. Halloysite was reported as promising material for bone implants and controlled delivery of biomacromolecules. This review is dealing with pharmaceutical and biomedical usage of this interesting material and is including original experimental work published recently. Keywords: halloysite • drug entrapment • drug release • drug delivery systems • tissue engineering

• MeSH
• adsorpce MeSH
• biokompatibilní materiály * MeSH
• farmaceutická technologie * MeSH
• kaolin analogy a deriváty   MeSH
• léčivé přípravky MeSH
• nanotrubičky MeSH
• nosiče léků MeSH
• systémy cílené aplikace léků MeSH
• tkáňové inženýrství * MeSH
• Publikační typ
• přehledy MeSH

Poranění kloubní chrupavky je komplikovaným problémem dospělé i dětské traumatologie a ortopedie, a to zejména díky jejímu malému hojivému potenciálu. U starších pacientů je metodou volby totální endoprotéza kloubu, avšak u mladších pacientů je situace složitější. V případě osteochondrální léze (artróza, chondrální zlomenina, ostoechondrosis dissecans) je ideální způsob léčby takový, který vede k obnovení hyalinní chrupavky na povrchu poraněného kloubu. Současná medicína zná několik terapeutických postupů vedoucích k částečnému obnovení architektoniky kloubní chrupavky v místě léze a několik technik excize poraněné části kloubního povrchu a transplantace biologické náhrady. V prvním případě jsou používány abrazivní metody (mikrofraktury, návrty), které předpokládají obnovení kloubní chrupavky vycestováním buněčných progenitorů po prolomení subchondrální kosti z dřeňové dutiny do místa defektu. Pokud je zachyceno poranění včas, je také možné osteochondrální fragment fixovat a obnovit kongruenci kloubního povrchu. Při náhradě poškozeného kloubního povrchu je užíváno metody mozaikoplastiky osteochondrálním autoštěpem nebo jinými autologními tkáněmi, nověji transplantace autologních chondrocytů, které se jeví jako velmi perspektivní v procesu hojení směrem k hyalinní chrupavce. Problémem zůstává metodika retence transplantátu v defektu. Ve fázi experimentu je nyní využití mezenchymových kmenových buněk, rovněž s nadějnými výsledky. Stěžejní část výzkumu léčby poranění kloubní chrupavky se přesouvá do roviny hledání vhodného skafoldu s ideálními vlastnostmi, což umožňuje spolupráce s bioinženýrstvím a co nejpřesnější diferenciační protokolu pro MSCs vedoucího kmenové buňky k tvorbě hyalinní chrupavky.

Articular cartilage trauma, in particular due to its poor healing potential remains a complicated problem in both the adult and paediatric traumatology and orthopedics. In older patients, total endoprosthesis of the joint is a method of choice, however, in younger patients, the situation remains more complicated. In case of osteochondral lesions (arthrosis, chondral fractures, osteochondrosis dissecans) the ideal management should result in complete recovery of the hyaline cartilage on the traumatized joint surface. Contemporary medicine uses some therapeutic procedures resulting in partial recovery of the articular cartilage structure at the lesion site and several techniques of excisionining the articular surface’s injured part and of transplantations of biological grafts. Regarding the above first approach, abrasive methods (micro fractures, small drill holes), which are expected to result in recovery of the articular cartilage through progenitor cells that migrate from the bone marrow to the defect site following subchondral fracturing. In case the injury is managed early, the osteochondral fragment may be fixed and the articular congruence be recovered. Mosaicoplasty using osteochondral auto grafts or other autologous grafts, or more recently using transplantations of autologous chondrocytes, which seem to have a major potential in the hyaline cartilage healing process. However, methodology of the transplant retention at the defect site remains a problem. Furthermore, the use of mesenchymal stem cells, so far in the experimental phase, appears prospective. Pivotal articular cartilage treatment research activities have progressed to a level of searching for a suitable scaffold of perfect qualities. This is the task for cooperation with bioengineering, requiring provision of the most exact differentiation protocol for hyline cartilage producing mesenchymal stem cells (MSCs).

• MeSH
• biokompatibilní materiály MeSH
• kloubní chrupavka patofyziologie   patologie   zranění   MeSH
• osteochondritida MeSH
• terapie metody   trendy   MeSH
• transplantace mezenchymálních kmenových buněk MeSH
• vstřebatelné implantáty využití   MeSH