Studies on biocompatibility of polylactic acid (PLA) modified with hyaluronic acid - impact on murine macrophage cell line RAW 264.7

Implantologia jest jedną z najszybciej rozwijających się dziedzin medycyny. Zapotrzebowanie na biomateriały stale rośnie, co motywuje naukowców do opracowywania nowych struktur oraz udoskonalania/modyfikacji już istniejących materiałów. W ostatnich latach dostrzeżono ogromny potencjał w polimerach, które są łatwe i tanie w produkcji, a ich najlepiej zbadanym przedstawicielem jest polilaktyd (PLA). Niniejsza praca miała na celu zbadanie modyfikacji PLA poprzez jego połączenie z kwasem hialuronowym (PLA/HA), z myślą o leczeniu i zastąpieniu uszkodzonej skóry, poprzez określenie jego zdolności do aktywacji makrofagów. Aktywacja komórek układu immunologicznego jest bowiem czynnikiem niekorzystnym, utrudniającym lub uniemożliwiającym przyjęcie biomateriału przez organizm. Biokompatybilność biomateriału została oszacowana na podstawie zdolności komórek, mysich makrofagów linii RAW 264.7, do przylegania do PLA/HA oraz do produkcji tlenku azotu i białek. Badania wykazały, że modyfikacja PLA kwasem hialuronowym nie zwiększa adhezji komórek do podłoża, a także mocniej stymuluje makrofagi do wydzielania tlenku azotu. Znaczenie podniesienia poziomu białek nie może być jeszcze jednoznacznie interpretowane, gdyż wymaga szczegółowej analizy ich składu. Dodatkowo, w badaniach uwzględniono możliwość, że biomateriał może być wszczepiony osobom cierpiącym na zaburzenia metaboliczne, takie jak cukrzyca. W tym celu, wszystkie testy powtórzono także w warunkach zwiększonego stężenia glukozy (22 mM). W tych warunkach makrofagi hodowane w obecności PLA/HA wykazywały zwiększone wydzielanie białek. Otrzymane wyniki sugerują, że PLA/HA nie poprawił biokompatybilności materiału wyjściowego i wymaga dalszych modyfikacji. Wskazują również, że w celu jednoznacznej oceny modyfikacji polilaktydu kwasem hialuronowym należy przeprowadzić dalsze testy.Implantology is one of the most evolving branches of medicine in last years. Demand for biomaterials is constantly growing motivating scientists to create new structures and improve/modify the already existing materials. In recent years, polymers gained great attention as their production is rather easy and inexpensive. Polylactide (PLA) is one of the most studied polymers. The goal of the current thesis was to study a modification of PLA with hyaluronic acid (PLA/HA), aimed to serve in treatment and grafting of the skin, by verification of its impact on macrophages. Activation of the immune cells might lead to impairment or rejection of the biomaterial in the body. Biocompatibility of PLA/HA was tasted on murine macrophage cell line RAW 264.7 to asses adherence of macrophages to the biomaterial as well as their ability to produce nitric oxide and proteins. The study revealed that the tested PLA modification does not increase the capability of macrophages to adhere and stimulates the cells to release more nitric oxide. It also increased release of proteins by macrophages but this parameter requires further detailed analyses as the exact composition of affected proteins was not studied yet. Biomaterials can be implanted into individuals suffering from metabolic disorders such as diabetes. For this, all the studies were also performed in the setting of increased glucose concentration (22 mM). In these conditions, macrophages seeded on PLA/HA released more proteins. Overall, the data suggest that PLA/HA did not improve biocompatibility of the original PLA and requires additional modifications. Moreover, further analyses are required to fully assess the effects of modification of polilactide with hyaluronic acid