Engineering 3D degradable pliable scaffolds for adipose tissue regeneration
Advancing cell-material interactions by understanding the influence from thermal, chemical, mechanical properties and scaffold design
Tid: Fr 2021-06-11 kl 14.00
Plats: https://kth-se.zoom.us/j/61588049521, Stockholm (English)
Ämnesområde: Fiber- och polymervetenskap
Respondent: Shubham Jain , Polymerteknologi
Opponent: Professor Lauren Flynn, The University of Western Ontario, ON, Canada
Handledare: Professor Anna Finne-Wistrand, Polymerteknologi; Professor Kamal Mustafa, University of Bergen, Norway; Professor Mikael Hedenqvist, Polymera material
Abstract
I mjukvävnadsdefekter som uppstår på grund av trauma, tumörresektioner och komplexa brännskador förblir en signifikant förlust av fettvävnad en utmaning på grund av vävnadens otillräckliga regenereringskapacitet. Denna avhandlingen fokuserar på att förstå interaktionerna mellan polymerer och celler, mellan nedbrytbara 3D-polymermatriser med olika design och stamceller som härrör från fettvävnad. Resultaten ger kunskap för att kunna skapa 3D-matriser med lämpliga fysikalisk-kemiska och mekaniska egenskaper som tillsammans med en lämplig design ger möjlighet för fettvävnadsregenerering.
Saltlakade 3D-matriser tillverkades av polyestrar av medicinsk kvalitet, cellernas beteende utvärderades för att korrelera matrisens fysiska, kemiska och mekaniska egenskaper. Resultaten visade att glasomvandlingstemperaturen påverkade matrisens mekaniska egenskaper, vilket i sin tur påverkade stamcellsförökning och den adipogena differentieringen. Samma uppsättning polymerer användes i en extruderbaserad 3D-skrivare för att tillverka 3D-matriser. Baserat på hur polymererna påverkades av 3D-skrivaren och resultat från interaktionerna mellan celler och polymerer valdes poly(L-laktid-sam-trimetylenkarbonat) för att skriva ut mjuka och böjbara 3D-matriser samt främja adipogen differentiering.För att tillverka ännu mjukare, böjliga och mer hydrofila 3D-matriser syntetiserades en ny polymer inom forskargruppen, poly(ɛ-kaprolakton-sam-p-dioxanon), och en unik matrisdesign togs fram. 3D-matrisen kombinerades vidare med stickade nät och elektrospunna nanofibrer för att utveckla multilagermatriser, modulmatriser. In vitro-resultaten visade att modulmatrisen förbättrade cell-materialinteraktionen nästan fem gånger i jämförelse med endast 3D-matrisen. Slutsatsen är att matrisens mjukhet och böjlighet är avgörande och att en anpassad matrisdesign med lämpligt mekaniskt stöd krävs för att förbättra cell-materialinteraktionen.