Hemocompatibility testing is essential for the safe use of medical devices that come into contact with blood. There are various evaluation methodologies. In vivo, ex vivo and in vitro systems can be used and different categories can be evaluated in different ways. This review deals with in vitro hemocompatibility testing mainly on the basis of ISO standard 10993-4 recommendations and possibly new research results. This is a summary of all tested categories, i.e. coagulation, hemolysis, hematology and activation of leukocytes and platelets and the complement system. The main principle of evaluation and the possibilities of testing using various methodologies are always described. In the next part, variants of the method of blood incubation with the tested medical device from the static system to the circulation are described. Circulation can be provided, for example, by means of the Chandler Loop or parallel-plate chambers.

• MeSH
• hemokoagulace * MeSH
• hemolýza MeSH
• lidé MeSH
• techniky in vitro MeSH
• testování materiálů MeSH
• trombocyty * MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH
• přehledy MeSH

Úvod: Cílem studie byla laboratorní „in vitro“ modelace zatížení defektu předního sloupce páteře ošetřeného transpedikulární fixací na kadaverozním preparátu a jeho biomechanické měření. Materiál a metoda: Celkem byly získány 4 kadaverozní modely hrudní páteře v rozsahu Th3-L2. Anatomická preparace byla provedena se zachováním základních kostních a vazivových struktur. Pro vlastní měření byly připraveny celkem 3modely, celkem 1 preparát byl ošetřen transpedikulární instrumentací 1+1 a celkem 2 preparáty ošetřeny instrumentací 2+2. V průběhu vlastního měření a kalibrace přístroje byl na úrovni Th6/7 proveden vlastní defekt předního sloupce resekcí meziobratlové ploténky. Pro vlastní měření byl využit testovací systém MTS 858,2 Mini Bionix v sestavě s víceosým simulátorem. K měření deformací fixace byl použit extenzometr MTS s pracovním rozsahem +/- 0,4 mm. Z tuhostních charakteristik jednotlivých pohybů je možné odečíst základní parametry měřeného vzorku tj. neutrální zóna, elastická zóna, rozsah pohybu soustavy. Výsledky: Hodnocení tuhosti soustavy fl./ext. a dukce po vytvoření defektu předního sloupce páteře dochází k progresi nárůstu hodnocených parametrů bez ohledu na vzorek nebo typ montáže s výslednou směrovou asymetrií ve směru převahy extenze proti flexi a jednotlivých směrů dukce. V hodnocení napětí na fixačních tyčích vykazuje také nárůst napětí po provedení defektu předního sloupce páteře. Z hlediska absolutních hodnot je nejméně zatížena instrumentace vzorku 1+1. Diskuze: Z vyhodnocení napětí na fixačních tyčích je možné interpretovat dva obecné závěry. Prvním výsledkem je zvýšení napětí na spojovací tyči konstrukce po destabilizaci páteře, druhým závěrem je nezanedbatelná asymetrie výsledných hodnot na pravé a levé tyči. V tuhostních charakteristikách vzorku se v celém rozsahu zatížení nevyskytují žádné skokové změny tuhosti, které by ukazovaly k možnému selhání konstrukce.

Introduction: The aim of the biomechanical study was laboratory „in-vitro“ testing and measurement of spinal column axial loading. The biomechanical simulation tested the thoracolumbar spinal cadaver with anterior column defect instrumented by the transpedicular fixation. Material and method: The study group (4 spinal cadavers Th3-L2) were anatomically prepared in the anatomy lab conserving the bone, disc and ligament structures and subsuquently instrumented by the transpedicular fixation. There were 2groups (2 + 2 cadavers), the first group were transpediculary instrumented 1+1 segment and the second by 2+2 segments. One spinal cadaver from the first group was unable for the final biomechanical testing, because of spinal deformity, rest 3 cadavers were finally measured. The proper biomechanical testing, were done on the testing system MTS 858,2 Mini-Bionix with extensometr MTS, tested the axial loading of spinal column (flexion, extension, duction) with parametric results of total range of motion, neutral, elastic zone a rod deformation. The anterior column defects were done during the proper testing by the disc Th6/7 resection. Results: There were progression in all assessed parametres /range of motion, elastic, neutral zone, rod deformation) with considerable asymetry direction in extension to flexion and duction in spinal column loading with anterior defect. The rod deformation decrease with extent of transpedicular instrumentation. Discussion: The range of motion (elastic zone, neutral zone) and instrumentation rod strain in the measured system (spinal cadaver) increase in plane asymetry in the spinal column with anterior defect. The rigidity of the spinal transpedicular instrumentation (rod deformation) increase continuously without any skip transmutations and there is no risk factor of possible loosening of constructions in calibrated conditions.

• Klíčová slova
• celkový rozsah pohybu, elastická zóna, instantní centrum rotace, neutrální zóna,
• MeSH
• biomechanika MeSH
• design vybavení MeSH
• interní fixátory MeSH
• lidé MeSH
• mrtvola MeSH
• ortopedické fixační pomůcky MeSH
• páteř chirurgie   patofyziologie   MeSH
• poranění páteře chirurgie   MeSH
• testování materiálů metody   přístrojové vybavení   MeSH
• zatížení muskuloskeletálního systému MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH

The growing use of medical devices (e.g., vascular grafts, stents, and cardiac catheters) for temporary or permanent purposes that remain in the body's circulatory system demands a reliable and multiparametric approach that evaluates the possible hematologic complications caused by these devices (i.e., activation and destruction of blood components). Comprehensive in vitro hemocompatibility testing of blood-contacting implants is the first step towards successful in vivo implementation. Therefore, extensive analysis according to the International Organization for Standardization 10993-4 (ISO 10993-4) is mandatory prior to clinical application. The presented flow loop describes a sensitive model to analyze the hemostatic performance of stents (in this case, neurovascular) and reveal adverse effects. The use of fresh human whole blood and gentle blood sampling are essential to avoid the preactivation of blood. The blood is perfused through a heparinized tubing containing the test specimen by using a peristaltic pump at a rate of 150 mL/min at 37 °C for 60 min. Before and after perfusion, hematologic markers (i.e., blood cell count, hemoglobin, hematocrit, and plasmatic markers) indicating the activation of leukocytes (polymorphonuclear [PMN]-elastase), platelets (β-thromboglobulin [β-TG]), the coagulation system (thombin-antithrombin III [TAT]), and the complement cascade (SC5b-9) are analyzed. In conclusion, we present an essential and reliable model for extensive hemocompatibility testing of stents and other blood-contacting devices prior to clinical application.

• MeSH
• beta-thromboglobulin metabolismus   MeSH
• biologické markery metabolismus   MeSH
• biologické modely * MeSH
• cévní protézy * MeSH
• heparin farmakologie   MeSH
• imunitní systém metabolismus   MeSH
• komplement metabolismus   MeSH
• krevní oběh účinky léků   fyziologie   MeSH
• krevní obraz MeSH
• krevní plazma MeSH
• lidé MeSH
• odběr vzorku krve MeSH
• pankreatická elastasa metabolismus   MeSH
• stenty MeSH
• testování materiálů metody   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• audiovizuální média MeSH
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH

INTRODUCTION: The study investigates the potential for producing medical components via Selective Laser Melting technology (SLM). The material tested consisted of the biocompatible titanium alloy Ti6Al4V. The research involved the testing of laboratory specimens produced using SLM technology both in vitro and for surface roughness. The aim of the research was to clarify whether SLM technology affects the cytocompatibility of implants and, thus, whether SLM implants provide suitable candidates for medical use following zero or minimum post-fabrication treatment. Areas covered: The specimens were tested with an osteoblast cell line and, subsequently, two post-treatment processes were compared: non-treated (as-fabricated) and glass-blasted. Interactions with MG-63 cells were evaluated by means of metabolic MTT assay and microscope techniques (scanning electron microscopy, fluorescence microscopy). Surface roughness was observed on both the non-treated and glass-blasted SLM specimens. Expert Commentary: The research concluded that the glass-blasting of SLM Ti6Al4V significantly reduces surface roughness. The arithmetic mean roughness Ra was calculated at 3.4 µm for the glass-blasted and 13.3 µm for the non-treated surfaces. However, the results of in vitro testing revealed that the non-treated surface was better suited to cell growth.

• MeSH
• buněčné linie MeSH
• lasery * MeSH
• lidé MeSH
• osteoblasty cytologie   metabolismus   MeSH
• povrchové vlastnosti MeSH
• testování materiálů * MeSH
• titan farmakologie   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH

Nanocomposite scaffolds which aimed to imitate a bone extracellular matrix were prepared for bone surgery applications. The scaffolds consisted of polylactide electrospun nano/sub-micron fibres, a natural collagen matrix supplemented with sodium hyaluronate and natural calcium phosphate nano-particles (bioapatite). The mechanical properties of the scaffolds were improved by means of three different cross-linking agents: N-(3-dimethylamino propyl)-N'-ethylcarbodiimide hydrochloride and N-hydroxysuccinimide in an ethanol solution (EDC/NHS/EtOH), EDC/NHS in a phosphate buffer saline solution (EDC/NHS/PBS) and genipin. The effect of the various cross-linking conditions on the pore size, structure and mechanical properties of the scaffolds were subsequently studied. In addition, the mass loss, the swelling ratio and the pH of the scaffolds were determined following their immersion in a cell culture medium. Furthermore, the metabolic activity of human mesenchymal stem cells (hMSCs) cultivated in scaffold infusions for 2 and 7 days was assessed. Finally, studies were conducted of cell adhesion, proliferation and penetration into the scaffolds. With regard to the structural stability of the tested scaffolds, it was determined that EDC/NHS/PBS and genipin formed the most effectively cross-linked materials. Moreover, it was discovered that the genipin cross-linked scaffold also provided the best conditions for hMSC cultivation. In addition, the infusions from all the scaffolds were found to be non-cytotoxic. Thus, the genipin and EDC/NHS/PBS cross-linked scaffolds can be considered to be promising biomaterials for further in vivo testing and bone surgery applications.

• MeSH
• analýza selhání vybavení MeSH
• biokompatibilní materiály chemická syntéza   MeSH
• buněčná adheze fyziologie   MeSH
• design vybavení MeSH
• kolagen chemie   MeSH
• kostní matrix chemie   MeSH
• kostní náhrady chemická syntéza   MeSH
• lidé MeSH
• mezenchymální kmenové buňky cytologie   fyziologie   MeSH
• nanokompozity chemie   ultrastruktura   MeSH
• proliferace buněk fyziologie   MeSH
• reagencia zkříženě vázaná chemie   MeSH
• testování materiálů MeSH
• tkáňové podpůrné struktury * MeSH
• transplantace mezenchymálních kmenových buněk přístrojové vybavení   metody   MeSH
• velikost částic MeSH
• viabilita buněk fyziologie   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• hodnotící studie MeSH
• práce podpořená grantem MeSH
• srovnávací studie MeSH

Thermally induced phase separation (TIPS) based methods are widely used for the fabrication of porous scaffolds for tissue engineering and related applications. However, formation of a less-/non-porous layer at the scaffold's outer surface at the air-liquid interface, often known as the skin-effect, restricts the cell infiltration inside the scaffold and therefore limits its efficacy. To this end, we demonstrate a TIPS-based process involving the exposure of the just quenched poly(lactide-co-caprolactone):dioxane phases to the pure dioxane for a short time while still being under the quenching strength, herein after termed as the second quenching (2Q). Scanning electron microscopy, mercury intrusion porosimetry and contact angle analysis revealed a direct correlation between the time of 2Q and the gradual disappearance of the skin, followed by the widening of the outer pores and the formation of the fibrous filaments over the surface, with no effect on the internal pore architecture and the overall porosity of scaffolds. The experiments at various quenching temperatures and polymer concentrations revealed the versatility of 2Q in removing the skin. In addition, the in vitro cell culture studies with the human primary fibroblasts showed that the scaffolds prepared by the TIPS based 2Q process, with the optimal exposure time, resulted in a higher cell seeding and viability in contrast to the scaffolds prepared by the regular TIPS. Thus, TIPS including the 2Q step is a facile, versatile and innovative approach to fabricate the polymer scaffolds with a skin-free and fully open porous surface morphology for achieving a better cell response in tissue engineering and related applications.

• MeSH
• analýza selhání vybavení MeSH
• biokompatibilní materiály chemická syntéza   MeSH
• chemická frakcionace metody   MeSH
• design vybavení MeSH
• polyestery chemie   MeSH
• polymery chemie   MeSH
• poréznost MeSH
• povrchové vlastnosti MeSH
• testování materiálů MeSH
• tkáňové inženýrství přístrojové vybavení   metody   MeSH
• tkáňové podpůrné struktury * MeSH
• vytápění metody   MeSH
• změna skupenství MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH

Předmět sdělení: Druhá část literárního přehledu o biokompatibilitě dentálních slitin je věnována jejich možnému alergizujícímu působení, mutagenitě a karcinogenitě a metodám jejich testování. Podmínkou vzniku alergické reakce na kovovou slitinu je uvolnění jejích komponent (kovových iontů) korozním dějem. Z obecných mechanismů alergických reakcí je známo, že kovové ionty samy o sobě nemohou být alergeny. Mohou však hrát roli haptenů, pokud se vážou na některé tělní molekuly (proteiny, nukleové kyseliny, sacharidy) nebo je modifikují. Testy alergizujících vlastností kovů lze provádět pouze in vivo u pokusných zvířat nebo u lidí. Obvykle používané epikutánní testy jsou jednak vzdálené situaci v ústech, jednak je jejich vypovídací schopnost nejednoznačná. Často je obtížné určit, zda zánětlivá reakce na ionty kovu je zprostředkována alergickým mechanismem, nebo jde o toxickou reakci, nebo o kombinaci obou mechanismů. Mutagenita se obvykle testuje v bakteriálních kulturách a karcinogenita v dlouhodobých expozičních studiích na laboratorních zvířatech. Přímé důkazy o mutagenitě a karcinogenitě reálných dentálních slitin nejsou, nicméně potenciál některých kovů v dentálních slitinách se v tomto ohledu připouští. Slitiny pro dentální amalgámy mají mezi ostatními dentálními slitinami výjimečné postavení při hodnocení jejich biokompatibility, neboť obvykle se posuzuje až výsledný produkt, tj. dentální amalgám, který vzniká smícháním práškové slitiny se rtutí za přesně stanovených podmínek. Naprostá většina dílčích studií, zabývajících se korozními vlastnostmi amalgámu, jeho biokompatibilitou a metodami jejího zkoušení, je proto soustředěna na vliv uvolňované rtuti. Technické normy řady ČSN EN ISO 10993 spolu s ČSN EN ISO 7405, týkající se hodnocení biologické snášenlivosti zdravotnických prostředků, a tedy i dentálních slitin, předkládají soubor zkoušek, jejichž provedení je třeba zvažovat před uvedením nového výrobku – zdravotnického prostředku do užívání. Výsledky těchto preklinických testů in vitro a in vivo mají jen omezenou vypovídací hodnotu a nemohou nahradit dlouhodobé klinické zkušenosti.

Background: The second part of the literature review on the biocompatibility of dental alloys is focused to their possible sensibilizing effects, mutagenicity and carcinogenicity and the methods of their testing. The condition of an allergic reaction to the metal alloy is releasing its components (metal ions) by corrosion processes. From the general mechanisms of allergic reactions is well known that metal ions alone can not be allergens. However, they may play a role of haptens, where they bind to certain body molecules (proteins, nucleic acids, carbohydrates) or modified. Tests allergenic properties of metals can only be performed in vivo, in animals or humans, and commonly used patch tests are both far from the situation in the mouth, and secondly, their explanatory power is ambiguous. It is often difficult to determine whether an inflammatory reaction to the metal ions is mediated by allergic mechanism or is a toxic reaction, or combination of both mechanisms. Mutagenicity is usually tested in bacterial cultures and carcinogenicity in long-term exposure studies in laboratory animals. Direct evidence of mutagenicity and carcinogenicity of the real dental alloys are not available, however potential of some metals from dental alloys in this regard this admits. Alloys for dental amalgams have among the other dental alloys exceptional position in the evaluation of their biocompatibility,w as the usual tests address the final product, ie dental amalgam, which is produced by mixing the alloy powder with mercury under specified conditions. The vast majority of studies dealing with the corrosive properties of amalgam, its biocompatibility and methods of testing is therefore focused on the impact of mercury release. Technical standards EN ISO 10993 together with EN ISO 7405, regarding the evaluation of biocompatibility of medical devices and therefore dental alloys give a set of tests, the implementation of which should be considered before a new product is introduced into use. The results of these preclinical tests in vitro and in vivo have only limited value and can not replace long-term clinical experience.

• Klíčová slova
• dentální slitiny, testování biokompatibility, biokompatibilita slitin, karcinogenita, mutagenita, kovové ionty,
• MeSH
• alergie etiologie   MeSH
• biokompatibilní materiály * chemie   metabolismus   škodlivé účinky   MeSH
• karcinogeneze chemicky indukované   MeSH
• karcinogeny analýza   MeSH
• koroze MeSH
• kovy škodlivé účinky   toxicita   MeSH
• lidé MeSH
• mutageny analýza   MeSH
• nikl škodlivé účinky   toxicita   MeSH
• palladium škodlivé účinky   toxicita   MeSH
• testování materiálů metody   normy   MeSH
• testy genotoxicity * MeSH
• testy karcinogenity * MeSH
• vystavení vlivu životního prostředí MeSH
• zubní amalgam * metabolismus   normy   škodlivé účinky   MeSH
• zubní slitiny * metabolismus   normy   škodlivé účinky   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• práce podpořená grantem MeSH
• přehledy MeSH

Research of degradable hydrogel polymeric materials exhibiting high water content and mechanical properties resembling tissues is crucial not only in drug delivery systems but also in tissue engineering, medical devices, and biomedical-healthcare sensors. Therefore, we newly offer development of hydrogels based on poly(2-hydroxyethyl methacrylate-co-2-(acetylthio) ethyl methacrylate-co-2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine) [P(HEMA-ATEMA-MPC)] and optimization of their mechanical and in vitro and in vivo degradability. P(HEMA-ATEMA-MPC) hydrogels differed in chemical composition, degree of crosslinking, and starting molar mass of polymers (15, 19, and 30 kDa). Polymer precursors were synthesized by a reversible addition fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization using 2-(acetylthio)ethyl methacrylate containing protected thiol groups, which enabled crosslinking and gel formation. Elastic modulus of hydrogels increased with the degree of crosslinking (Slaughter et al., 2009) [1]. In vitro and in vivo controlled degradation was confirmed using glutathione and subcutaneous implantation of hydrogels in rats, respectively. We proved that the hydrogels with higher degree of crosslinking retarded the degradation. Also, albumin, γ-globulin, and fibrinogen adsorption on P(HEMA-ATEMA-MPC) hydrogel surface was tested, to simulate adsorption in living organism. Rat mesenchymal stromal cell adhesion on hydrogels was improved by the presence of RGDS peptide and laminin on the hydrogels. We found that rat mesenchymal stromal cells proliferated better on laminin-coated hydrogels than on RGDS-modified ones.

• MeSH
• biokompatibilní materiály farmakologie   MeSH
• hydrogely * MeSH
• krysa rodu rattus MeSH
• methakryláty MeSH
• mezenchymální kmenové buňky * MeSH
• polyhydroxyethylmethakrylát MeSH
• tkáňové inženýrství MeSH
• zvířata MeSH
• Check Tag
• krysa rodu rattus MeSH
• zvířata MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH