Z przyjemnością informujemy, że Rada Naukowa IPPT PAN nadała mgr inż. Angelice Zaszczyńskiej stopień doktora w dziedzinie nauk inżynieryjno-technicznych, w dyscyplinie inżynieria materiałowa. Tytuł rozprawy brzmi: Piezoelektryczne polimerowe nanowłókna jako inteligentne podłoża komórkowe do zastosowań w inżynierii tkankowej. Praca została obroniona z wyróżnieniem.
Promotorem pracy jest prof. dr hab. inż. Paweł Sajkiewicz a promotorem pomocniczym: dr inż. Arkadiusz Gradys.
W niniejszej rozprawie doktorskiej przedstawiono rezultaty badań piezoelektrycznych nanowłóknistych podłoży do hodowli komórkowych, z perspektywą ich zastosowania w inżynierii tkankowej, zwłaszcza w regeneracji ubytków układu nerwowego i kostnego. W ramach badań opracowano i zoptymalizowano proces elektroprzędzenia, kontrolując właściwości końcowe włókien z poli(fluorku winylidenu) (PVDF) oraz poli(L-laktydu) (PLLA), a także z dodatkami piezoelektrycznego hydroksyapatytu (nHA) lub nanocząstek złota (AuNPs). Kluczowym aspektem badań było określenie wpływu masy cząsteczkowej oraz wybranych istotnych parametrów procesu, takich jak prędkość obrotowa kolektora, szybkość podawania roztworu czy stężenie polimeru, na ukierunkowanie i morfologię włókien oraz ich właściwości piezoelektryczne i odpowiedź biologiczną.
Badania wykazały, że odpowiedni dobór parametrów elektroprzędzenia umożliwia otrzymanie jednorodnych włókien bez defektów strukturalnych (np. korali), zdolnych do generowania sygnałów elektrycznych. Badania metodami FTIR, WAXS i DSC pozwoliły określić kluczowe zależności pomiędzy strukturą a właściwościami włókien. Wykazano, że wprowadzenie dodatków, takich jak piezoelektryczny nHA i AuNPs, znacząco wpłynęło na poprawę właściwości piezoelektrycznych włókien poprzez wzrost zawartości faz piezoelektrycznych, stopnia krystaliczności oraz polarności powierzchni, co prowadzi do poprawy ich właściwości piezoelektrycznych.
Przeprowadzona analiza zwilżalności, energii swobodnej powierzchni oraz sorpcji wody pozwoliła wykazać, że zmiana ułożenia nanowłókien i wprowadzenie dodatków poprawiają biokompatybilność podłoży. Wysoka zwilżalność i zwiększona porowatość włókien PVDF i PLLA z dodatkami sprzyjają proliferacji komórek. Wyniki badań in vitro potwierdziły, że opracowane podłoża nie są cytotoksyczne oraz wykazują zdolność do wspierania wzrostu fibroblastów, osteoblastów, komórek macierzystych i komórek nerwowych. Obserwacje mikroskopowe wykazały, że ułożenie włókien ma istotny wpływ na organizację i migrację komórek, co sugeruje potencjalne zastosowanie ukierunkowanych nanowłókien w inżynierii tkankowej, zwłaszcza w regeneracji tkanki kostnej i nerwowej.
Podsumowując, praca dostarcza innowacyjnych wyników w zakresie projektowania i wytwarzania nanowłóknistych podłoży komórkowych o wysokiej piezoelektryczności, stanowiących perspektywiczny materiał do zastosowań w inżynierii tkanki kostnej i nerwowej. Uzyskane wyniki mogą stanowić fundament dla dalszych badań nad zastosowaniem nanomateriałów w medycynie regeneracyjnej, umożliwiając opracowanie inteligentnych i biokompatybilnych implantów wspomagających procesy naprawcze organizmu.
