F7PBBPTI - Praktika z tkáňového inženýrství

Prakticky orientovaná bloková cvičení budou zaměřena na sterilní práci v laboratorních podmínkách s buněčnou kulturou; přípravu dvoj- a trojrozměrných buněčných nosičů; jejich rekolonizaci; přípravu pro kultivaci v reaktoru a jejich analýzu pomocí testů metabolické aktivity a fluorescenční mikroskopie.

Účast na blokových cvičeních a vypracování semestrální práce – vyhodnocení realizovaného kultivačního experimentu v buněčném bioreaktoru.

Osnova laboratorních cvičení:

1. Základy sterilní práce a laboratorní technika (biohazard box, buněčný inkubátor, sterilizace materiálů), příprava sterilních kultivačních médií a další roztoků nutných pro manipulaci s buněčnou kulturou

2. Pasážování buněk a nasazení kultury na substrát, hustota násady a její viabilita

3. Barvení live-dead a Imunofluorescenční značení pomocí primární a sekundární protilátky, fluorescenční mikroskopie vzorků – 2D a 3D kultura

4. 3D biotisk kolagenového nosiče s inkorporovanou buněčnou kulturou, příprava trojrozměrného konstruktu a hodnocení jeho mechanických vlastností, hodnocení metabolické aktivity

5. Příprava decelularizované tkáně, hodnocení mechanických vlastností a její cytotoxicity, příprava pro lyofilizaci

6. Příprava kultivačního reaktoru, kultivace v perfuzi a tlakové stimulaci – trojrozměrný nosič na decelularizované a lyofilizované tkáni, 3D biotisk kmenových buněk, stimulace diferenciace do hladkého svalu

7. Vyhodnocení kultivačního experimentu v bioreaktoru, příprava nanovlákenného nosiče

Cvičení budou probíhat blokovou formou (4h, čili 7 týdnů po 4 hodinách) vzhledem k časové náročnosti jednotlivých úloh.

Cílem předmětu je seznámit studenty s moderní oblastí regenerativní medicíny a tkáňového inženýrství zaměřující se na výzkum a vývoj nových biologických věrných tkáňových náhrad s využitím pokročilých technologií jako 3D biotisk, využití kultivační reaktorů pro diferenciaci kmenových buněk, decelularizovaných nosičů apod.

Doporučená literatura:

[1] Lanza, R., Langer, R., Vacanti, J., Principles of Tissue Engineering, ed. 3rd Edition , Elsevier Academic Press, 2007, ISBN 978-0123706157

[2] Bačáková, L.; Trávníčková, M.; Filová, E.; Matějka, R.; Štěpanovská, J. et al. Vascular Smooth Muscle Cells (VSMCs) in Blood Vessel Tissue Engineering: The Use of Differentiated Cells or Stem Cells as VSMC Precursors In: Muscle Cell and Tissue - Current Status of Research Field. London: IntechOpen Limited, 2018. p. 289-308. ISBN 978-1-78984-006-3."

[3] Bačáková, L.; Zikmundová, M.; Pajorová, J.; Matějka, R.; Štěpanovská, J. et al. Nanofibrous Scaffolds for Skin Tissue Engineering and Wound Healing Based on Synthetic Polymers In: Applications of Nanobiotechnology. London: IntechOpen Limited, 2020. p. 33-62. ISBN 978-1-78985-978-2."

[4] Stepanovska, J.; Supova, M.; Hanzalek, K.; Broz, A.; Matejka, R., Collagen Bioinks for Bioprinting: A Systematic Review of Hydrogel Properties, Bioprinting Parameters, Protocols, and Bioprinted Structure Characteristics, Biomedicines, ročník 9, číslo 1137, 2021, https://doi.org/10.3390/biomedicines9091137

[5] Chlupac, J.; Matejka, R.; Konarik, M.; Novotny, R.; Simunkova, Z.; Mrazova, I.; Fabian, O.; Zapletal, M.; Pulda, Z.; Lipensky, J.F.; Stepanovska, J.; Hanzalek, K.; Broz, A.; Novak, T.; Lodererova, A.; Voska, L.; Adla, T.; Fronek, J.; Rozkot, M.; Forostyak, Vascular Remodeling of Clinically Used Patches and Decellularized Pericardial Matrices Recellularized with Autologous or Allogeneic Cells in a Porcine Carotid Artery Model, Int. J. Mol. Sci., ročník 23, číslo 3310, 2022, https://doi.org/10.3390/ijms23063310

• Bakalářský studijní program Biomedicínská technika (povinně volitelný předmět)
• Bakalářský studijní program Biomedicínská technika (povinně volitelný předmět)