Silikapohjaiset biomateriaalit solukapselointiin
Kylä-Vehka, Juho (2014)
Kylä-Vehka, Juho
Turun ammattikorkeakoulu
2014
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201405137544
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201405137544
Tiivistelmä
Solukapseloinnissa käytetään biomateriaaleja, jotka ovat vuorovaikutuksessa elävien solujen kanssa. Solukapseloinnissa tarvitaan biomateriaaleja, joiden ominaisuudet ovat vastaavia kuin kohdekudoksella ja soluväliaineella. Opinnäytetyön tavoitteena oli kehittää menetelmä vaahdotetun silikapohjaisen biomateriaalin tuottamiseksi solukapselointiin. Silikapohjaisten geelien ja vaahdotettujen materiaalien reologisia ominaisuuksia ja stabiilisuutta tutkittiin reometrillä. Lisäksi opinnäytetyössä tutkittiin solujen lisäystapaa vaahdotettuun silikapohjaiseen biomateriaaliin.
Kudokset ja soluväliaine ovat viskoelastisia. Kudoksien elastiset moduulit vaihtelevat huomattavasti rasvakudoksen 17 Pa:sta luun 30 GPa:iin. Biomateriaaleilta vaaditaan huomattavaa monimuotoisuutta elastisen moduulin osalta. Sooli-geelimenetelmällä voidaan tuottaa viskoelastisia materiaaleja, joiden elastiset moduulit vastaavat pehmytkudoksen elastista moduulia.
Opinnäytetyössä kehitettyjen materiaalien viskoelastiset ominaisuudet vaihtelivat elastisen moduulin osalta noin kymmenkertaisesti (9-100 kPa), jolloin ne soveltuvat useille solutyypeille. Tuotetut vaahdotetut biomateriaalit olivat elastiselta moduuliltaan stabiileja vähintään viiden vuorokauden ajan soluviljelyolosuhteissa. Kuiva-ainepitoisuus vaikutti materiaalin elastiseen moduuliin. Suurimmalla kuiva-ainepitoisuudella saatiin noin 10 kertaa korkeampi elastinen moduuli kuin pienimmällä kuiva-ainepitoisuudella. Opinnäytetyössä tuotettujen materiaalien elastisten moduulien perusteella materiaaleja voidaan käyttää esimerkiksi lihassolujen solukapseloinnissa.
Kudokset ja soluväliaine ovat viskoelastisia. Kudoksien elastiset moduulit vaihtelevat huomattavasti rasvakudoksen 17 Pa:sta luun 30 GPa:iin. Biomateriaaleilta vaaditaan huomattavaa monimuotoisuutta elastisen moduulin osalta. Sooli-geelimenetelmällä voidaan tuottaa viskoelastisia materiaaleja, joiden elastiset moduulit vastaavat pehmytkudoksen elastista moduulia.
Opinnäytetyössä kehitettyjen materiaalien viskoelastiset ominaisuudet vaihtelivat elastisen moduulin osalta noin kymmenkertaisesti (9-100 kPa), jolloin ne soveltuvat useille solutyypeille. Tuotetut vaahdotetut biomateriaalit olivat elastiselta moduuliltaan stabiileja vähintään viiden vuorokauden ajan soluviljelyolosuhteissa. Kuiva-ainepitoisuus vaikutti materiaalin elastiseen moduuliin. Suurimmalla kuiva-ainepitoisuudella saatiin noin 10 kertaa korkeampi elastinen moduuli kuin pienimmällä kuiva-ainepitoisuudella. Opinnäytetyössä tuotettujen materiaalien elastisten moduulien perusteella materiaaleja voidaan käyttää esimerkiksi lihassolujen solukapseloinnissa.