2016, vol. 66, br. 2, str. 234-244
|
|
Skenirajuća elektronsko mikroskopska analiza promena hidroksiapatit/poli-L-laktida sa različitom molekulskom masom PLLA posle intraperitonealne implantacije
Scanning electron microscopy analysis of changes of hydroxiapatite/poly-L-lactide with different molecular weight of PLLA after intraperitoneal implantation
aUniverzitet u Nišu, Prirodno-matematički fakultet, Odsek Biologija i ekologija, Srbija bUniverzitet u Nišu, Medicinski fakultet, Institut za biomedicinska istraživanja, Srbija cSrpska akademija nauke i umetnosti (SANU), Institut tehničkih nauka, Beograd, Srbija dNational Academy of Engineering of Serbia, Belgrade
e-adresa: ljupce@pmf.ni.ac.rs
Projekat: Virtuelni koštano zglobni sistem čoveka i njegova primena u pretkliničkoj i kliničkoj praksi (MPNTR - 41017)
Molekularno dizajniranje nanočestica kontrolisanih morfoloških i fizičko-hemijskih karakteristika i funkcionalnih materijala na njihovoj osnovi (MPNTR - 45004)
Sažetak
Jedan od bitnih pristupa u rešavanju problema gubitka koštanog tkiva danas predstavlja implantacija biomaterijala. Kalcijum hidroksiapatit (HAp), kao najzastupljenija komponenta kosti, je postao ozbiljan kandidat za implantacije. Sintetički polimer, poli -L-laktid (PLLA), se često koristi kao polimerni materijal u okviru HAp/PLLA kompozitnog materijala sa ciljem da zameni kolagena vlakna koštanog tkiva. Vlakna PLLA mogu da doprinesu čvrstini HAp dok njihova dobra biorazgradivost obezbeđuje prostor potreban za remodelaciju tkiva. Razlike u poroznosti, mikrostrukturi, kompre sivnoj konzistenciji, kao i biorazgradivosti HAp/PLLA se mogu postići korišćenjem PLLA različitih molekulskih masa. U ovom radu, korišćen je HAp/PLLA kompozitni materijal sa PLLA komponentom različite molekulske mase (50 000, 160 000 i 430 000) koji je implantiran u peritoneum miša. Promene u mikrostrukturi površine biometerijala (HAp/PLLA) su praćene jednu nedelju, tri nedelje i četiri meseca nakon njihove implantacije u peritoneum miša pomoću skenirajuće elektronske mikroskopije. Dobijeni rezultati pokazuju značajne razlike u reakciji tkiva na ispitivane kompozite, zavisno od njihove molekulske mase. Najintenzivnija proliferacija ćelija je uočena kod HAp/PLLA 50 000 implanata u poređenju sa HAp/PLLA 430 000 i HAp/PLLA 160 000. Obilje eritrocita se može primetiti u blizini HAp/PLLA 430 000 implanata. Razlike u biološkoj reakciji na ispitivane materijale mogu biti značajne za različitu primenu biokompozita. Različiti tipovi HAp/PLLA kompozitnih biomaterijala sa različitom stopom resorpcije mogu biti napravljeni i programirani tako da budu pogodni za određene namene u organizmu.
Abstract
Implantation of a biomaterial is one of the important trends in solving the problem of bone tissue loss. Calcium hydroxiapatite (HAp), as the most representative bone component is a serious candidate for such implantations. The synthetic polymer poly-L-lactide (PLLA) in HAp/PLLA is often used as a polymeric material, with a role in the substitution of bone tissue collagen fibers. Fibers of PLLA may strengthen HAp and its good bioresorption provides space for tissue remodeling. Differences in porosity, microstructure, compressive consistency as well as bioresorbility of HAp/ PLLA may be achieved by using PLLA with different molecular weights. In this study HAp/PLLA composites with PLLA of different molecular weights (50,000; 160,000 and 430,000) were implanted in mouse peritoneum in order to examine the influence of the molecular weight of PLLA on morphology changes. Microstructural changes of biomaterial (HAp/PLLA) surface were analyzed one week, three weeks and four months after their implantation using Scanning Electron Microscopy. The results showed a significant difference in tissue reactions on the applied biocomposites, depending on their molecular weight. The most intense proliferation of cells was induced by HAp/PLLA 50,000 compared to HAp/PLLA 430,000 and HAp/PLLA 160,000. In the vicinity of HAp/PLLA 430,000 abundant erythrocytes were observed. The differences in biological reactions on the examined biocomposites are significant for their practical applications. HAp/PLLA composite biomaterials of different types and resorption rates require specific designing and programming to become suitable for particular purposes in an organism.
|