Skip to main content

LUP Student Papers

LUND UNIVERSITY LIBRARIES

An articular cartilage extracellular matrix-derived hydrogel for osteoarthritis

Råberg, Loise (2021) MOBN03 20211
Degree Projects in Molecular Biology
Popular Abstract (Swedish)
Kan en hydrogel mot knä-artros ge en bättre prognos?

Artros är en ledsjukdom som uppkommer med åldrande eller efter skada. Symtomen är smärta, svullnad och stelhet som kan härledas till en förändrad metabolism i specifika broskceller. Det finns inga botemedel på marknaden som kan stoppa eller ändra sjukdomsförloppet av artrosen. Därför har vi försökt optimera en metod där ledbrosk från grisar används för att tillverka en temperatur-känslig hydrogel som stelnar vid 37°C. Syftet är att hydrogelen ska kunna förse broskcellerna med dem byggstenar och strukturella ge stabilitet för optimal återhämtning.

Brosk består av en fibrös extracellulär matris (ECM) som underhålls av broskceller. Brosk har en förmåga att binda mycket vatten, detta... (More)
Kan en hydrogel mot knä-artros ge en bättre prognos?

Artros är en ledsjukdom som uppkommer med åldrande eller efter skada. Symtomen är smärta, svullnad och stelhet som kan härledas till en förändrad metabolism i specifika broskceller. Det finns inga botemedel på marknaden som kan stoppa eller ändra sjukdomsförloppet av artrosen. Därför har vi försökt optimera en metod där ledbrosk från grisar används för att tillverka en temperatur-känslig hydrogel som stelnar vid 37°C. Syftet är att hydrogelen ska kunna förse broskcellerna med dem byggstenar och strukturella ge stabilitet för optimal återhämtning.

Brosk består av en fibrös extracellulär matris (ECM) som underhålls av broskceller. Brosk har en förmåga att binda mycket vatten, detta ger en hög stötdämpningsförmåga och en glidyta som underlättar rörligheten av knät. I artros förändras broskcellernas egenskaper vilket resulterar i en obalans i bildning och nedbrytning av ECM-komponenter. Resultatet är sämre förmåga att binda vatten vilket ökar friktionen i leden och försämrar broskets stötdämpningsförmåga. En ECM-baserad hydrogel från grisbrosk fabricerades därför i avsikt att testa om det kunde ha positiva effekter på broskceller och immunceller.

Grisbrosk är anatomiskt väldigt likt människors brosk. Främmande DNA kan dock inducera immunologisk frånstötning vilket utgör en utmaning. Genom en fysisk, kemisk och enzymatisk behandling av grisbrosket försökte vi bryta ner tillräckligt mycket genetiskt material samtidigt som ECM-komponenter måste bevaras. ECM-komponenterna är fundamentala för att hydrogelen ska kunna binda vatten. Förmågan att binda vatten avgör hur mekaniskt stabil produkten är vid 37°C. Denna stabilitet behövde utvärderas för att avgöra hur applicerbart materialet var som implantat. Vidare, behövde hydrogelens kompatibilitet med humana celler i avseende på toxicitet och immunologiska effekt utvärderas.

Avlägsnandet av DNA från grisbrosket var lyckat. Tyvärr förlorades många viktiga strukturella ECM-komponenter i processen. Detta bekräftades också genom mätning av mekanisk stabilitet, hydrogelen visade sig nämligen vara svag trots att den stelnade vid 37°C jämfört med rumstemperatur. Någon toxicitet på broskceller kunde inte påvisas vilket bekräftade att hydrogelen var biokompatibel. Preliminära studier utfördes där inflammatoriska signalmolekyler mättes. Hydrogelen inducerade inte någon negativ immunrespons men minskade heller inte inflammation.

Sammanfattningsvis, visade den ECM-baserade gelen sig innehålla lite genetiskt material. I linje med detta hade det ingen påvisad negativ effekt på levande broskceller. Det skulle potentiellt alltså kunna fungera som implantat. Dock var det alldeles för mekaniskt instabilt för att i nuläget kunna ge strukturell support och fungera som broskvävnad. Vidare studier behöver utföras för att öka stabiliteten, bekräfta kompatibilitet med celler, samt repetera immunologiska studier.

Masterexamensprojekt i Molekylärbiologi 60 hp 2021
Biologiska institutionen, Lunds universitet

Handledare: Alexandra Stubelius och Ula von Mentzer
Avdelning Kemisk biologi, Institutionen för Biologi och Bioteknik, Chalmers tekniska högskola (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Råberg, Loise
supervisor
organization
course
MOBN03 20211
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
language
English
id
9069440
date added to LUP
2021-12-29 15:49:33
date last changed
2021-12-29 15:49:33
@misc{9069440,
  author       = {{Råberg, Loise}},
  language     = {{eng}},
  note         = {{Student Paper}},
  title        = {{An articular cartilage extracellular matrix-derived hydrogel for osteoarthritis}},
  year         = {{2021}},
}