Examen BDM 2022 PDF

# Subiecte BΡΜΑ examen BDM 2022 ## 1) Efecte adverse cauzate de implantarea de biomateriale - Încapsulare fibroasă - Re-stenozarea stenturilor - Calcifierea dispozitivelor implantabile - Materiale de umplutură injectabile ## 2) Formarea de biofilm la suprafața unui biomaterial și tehnici de caract...

# Subiecte BΡΜΑ examen BDM 2022 ## 1) Efecte adverse cauzate de implantarea de biomateriale - Încapsulare fibroasă - Re-stenozarea stenturilor - Calcifierea dispozitivelor implantabile - Materiale de umplutură injectabile ## 2) Formarea de biofilm la suprafața unui biomaterial și tehnici de caracterizare - Microorganismele aderă reversibil/ireversibil la suprafața unui biomaterial, cu formarea unei comunități aderente de bacterii cuprinse într-o matrice complexă secretată de microorganisme = BIOFILM - Etapele de constituire a biofilmului bacterian pe suprafețe: - Aderarea reversibilă a bacteriilor pe suprafața polimerică (forma planctonică) - Colonizarea suprafeței de către bacterii - Agregare în microcolonii cu eliberare de toxine - Tehnici de caracterizare: - Microscopie electronică de baleiaj (SEM) - Microscopie de forță atomică (AFM) - Microscop confocal (CLSM) ## 3) Factori care influențează gradul de colonizare microbiană al biomaterialelor polimerice - a. Factori de mediu: temperatura, timpul de expunere, concentrația de bacterii, concentrația de electroliți (KCl, NaCl), pH-ul, prezența antibioticului - b. Proprietățile membranei bacteriilor - c. Caracteristicile biomaterialului - Fizico-chimice - arhitecturale ## 4) Tumorigeneza - = procesul de apariție și dezvoltare a tumorilor = carcinogeneza = oncogeneza - TUMORA = formațiune patologică, care rezultă prin proliferarea defectuoasă a celulelor unui țesut - Agenți carcinogeni - chimici, fizici, microbi și viruși (pot acționa atât separat, cât și sinergic) - Tumorile pot fi benigne (cresc și comprimă țesuturile, dar nu le invadează) sau maligne (celulele se înmulțesc în interiorul unui țesut sănătos, invadând țesuturile din vecinătate și la distanţă; se pot răspândi în întreg organismul) - SARCOM - țesut conjuctiv - CARCINOM - țesut epitelial - LIMFOM - ganglioni limfatici ## 5) Îmbunătățirea biocompatibilității suprafețelor polimerice prin grefare iradiantă - Grefarea covalentă presupune încercarea de a grefa pe suprafața unui material polimeric prin legături chimice covalente stabile un monomer cu proprietăți adecvate, cu obținerea unui copolimer grefat. - În aplicații biomedicale - se urmărește atașarea de grupări reactive chimic (-OH, -COOH, -NH2 etc.) la suprafața polimerilor hidrofobi -> suprafețe hidrofile cu grupări funcționale capabile să lege chimic diverși compuși biologic activi - Grefare suprafețelor se realizează cu radiații neionizante (fotogrefare cu radiații UV în prezența unor fotoinițiatori), radiații ionizante (raze X, y) sau fascicule de electroni. - Polimerii iradiați cu radiații ionizante pot suferi câteva tipuri de modificări chimice în funcție de structura lor chimică: reticulare (predomină în polimeri de timpul PE, PS), degradare (prind scindarea catenei: PMMA, PTFE), grefare și polimerizare în prezenţa unui monomer. ## 6) Îmbunătățirea biocompatibilității suprafețelor polimerice prin descărcări în plasmă sau prin tratamente corona - PLASMA = a 4-a stare a materiei, amestec gazos de specii încărcate electronic opus, cu sarcina netă egală cu zero - CORONA = asemănătoare cu plasma, avantaj că nu necesită o incintă specială - În cazul depunerii în plasmă, plasmele utilizate în modificarea sau polimerizarea suprafețelor inițiate sunt susținute de câmpuri electrice. - Condiții tipice - energia electronilor 1-10 eV; gaze nobile (He, Ne sau Ar) sau reactive (O2, H2, N2) și vid - Se induc modificări în: energia suprafeței, hidrofilicitate, rugozitate - Datorită puterii mici de penetrare a speciilor active, interacțiile plasma-material pot determina modificări de ordinul nanometrilor în suprafața materialului - Prin alegerea gazului utilizat este controlat tipul de modificare chimică a suprafeței polimerului - Reacţii între plasma și suprafețele polimerice: - Reacții la suprafață - Polimerizarea plasmei - Corodare - Avantaje: - Modificare în straturile de suprafață fără alterarea proprietăților din masă - Plasma poate modifica suprafețele tuturor polimerilor, indiferent de structură și reactivitate - Plasma gazoasă elimină problemele tehnicilor chimice umede (solvent rezidual, umectare) - Modificarea se realizează uniform - Dezavantaje: - Trebuie să aibă loc în vacuum (crește costul operației) - Parametrii procesului sunt puternic dependenți de sistem - Transpunerea laborator-reactor de producție mare dificilă - Procese foarte complexe - Dificil de controlat cantitatea de grupe funcționale formate pe suprafață - Tratamentele corona sunt cele mai utilizate tratamente de suprafață și se aplică la scară industrială pentru filmele poliolefinice (PE/PP). - Reacţiile între o suprafață polimerică și o descărcare corona implică generarea de radicali liberi. - Electronii, ionii, speciile neutre excitate și fotonii care sunt prezenți într-o descărcare pot reacționa cu suprafața polimerică astfel încât să formeze radicali - Prin aceste tratamente se produce oxidarea polimerilor ## 7) Îmbunătățirea biocompatibilității suprafețelor polimerice prin depunere de filme subțiri - Se rezumă la depunerea chimică de vapori (CVD) ce poate fi la rândul ei, activată termic (CVD) sau asistată de plasmă (PECVD). - CVD activată termic - Avantaje: - Reproductibilitate - Uniformitate - Grosimea compoziției - Puritate - Depuneri de elemente și de substanțe complexe - Instalații relativ simple și ieftine - Dezavantaje: - Se folosesc temperaturi ridicate, ce exclud folosirea substraturilor cu puncte de topire scăzute, precum și utilizarea gazelor toxice sau inflamabile - Plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) - Compoziția fazei gazoase și chiar reacțiile de suprafață sunt puternic influențate de proprietățile plasmei - Folosită pe scară largă la depunerea de filme carbonice - Proprietățile filmelor depuse sunt controlate atât de proprietățile plasmei folosite cât și de temperatura substratului ## 8) Îmbunătățirea biocompatibilității suprafețelor polimerice prin grefare chimică - a. Silanizare - Presupune tratarea suprafețelor care au grupări OH (sticlă, siliciu, alumină etc.) cu ORGANOSILANI - Suprafețele silanizate oferă aplicații în creșterea adeziunii celulare și permit imobilizarea de biomolecule sau chiar polimeri - b. Monostraturi autoasamblate (self assembled monolayers SAM) _Conjugarea de molecule amfifile: componentă polară (hidrofilă) + componentă nepolară (hidrofobă)_ _Molecula amfifilă:_ _Grupare funcțională de tip: -COOH, -SH, PO4_ _Lanţ lung de hidrocarbonat (alchil)_ _Grupare funcțională (polară) (cap): -CF3, -ОН, -HC=O_ _SAM influențează semnificativ adeziunea celulară -> biosenzori, ingineria tisulară_ _SAM se auto-organizează spontan la suprafața materialului fie prin legături covalente (chemi-sorbție), fie non-covalente (fizi-sorbție) prin interacțiuni electrostatice, hidrofobe, Van der Waals -> structuri termodinamic stabile, aliniate și corect ardonate_ _În general, SAM pot fi folosite pe un substrat metalic (aur) sau pe un substrat funcționalizat cu grupări OH (ex. silice)_ - Factori de influență: - Concentrația soluției de reacție ce conține SAM - Puritatea substratului (tratament prealabil de curățare) - Umectabilitate & rugozitate substrat supus modificării cu SAM - Factori generali (de mediu): atmosfera de reacție, tº, umiditate, timp de reacție - Avantaje: - Control precis -> densitate și conformație grupe funcționale pe suprafață - Dezavantaje: - Se aplică doar la substraturi acoperite cu Au, Ag, SiO2, Al2O3 - Selecție grupe funcționale -> pentru o funcționalizare ulterioară a suprafeței ## 9) Influența proprietăților morfologice ale unui material în modularea răspunsului biologic - Aspectul suprafeței: culoare, strălucire - Structura peliculei depuse: amorfă, cristalină sau semicristalină, densitatea defectelor structurale - Topografia suprafeței: rugozitate/porozitate = neregularitățile de pe suprafață - Rugozitatea unui material influențează: - Organizarea citoscheletului - Orientarea componentelor ECM - Cantitatea de ECM produsă - Angiogeneza - Obținerea de substraturi polimerice ce suprafața micro- sau nanostructurată - are rol important în controlul adeziunii celulare. ## 10) Modificarea texturii suprafețelor prin fotolitografiere pentru aplicații biomedicale - = proces similar cu cel utilizat în industria microelectronică (circuite integrate) - Etapele fotolitografeirii: - Acoperirea suprafeței cu strat de fotorezist negativ sau pozitiv - Iradiere prin filtru - Îndepărtare polimer nereacționat cu ajutorul solvenților. - În aplicațiile biomedicale: - Permite crearea pe suprafața unui material de diferite tipuri de pattern 3D micro-/nano- structurate - Aceste structuri pot constitui puncte de legare pentru celule ## 11) Modificarea suprafețelor biomaterialelor cu molecule biologic active - = biofuncționalizarea materialului polimeric - Exemple de molecule biologice: proteine/peptide (enzime, anticorpi, factori de creștere), zaharide, lipide, medicamente, liganzi, acizi nucleici și derivați, celule; promovează adeziunea și creșterea celulară - Metode de imobilizare a biomoleculelor: - Atașare ne-covalentă: - Adsorbție fizică (leg de H, interacțiuni hidrofobe, Van der Waals, forțe electrostatice) - Simpla adsorbție prin incubarea materialelor polimerice în soluții ce conțin biomolecule - Reticulare ulterioară pt stabilitatea stratului - Entrapare fizică (sisteme barieră, hidrogeluri, dispersare în matrice) - Încapsularea în biomaterial - Eliberarea controlată de la suprafața unui hidrogel -> controlul cineticii de eliberare - Atașare covalentă (sisteme polimerice solubile, suprafețe solide) - MATERIALE BIOMIMETICE - induc un răspuns tisular specific - Se pot realiza numai pe suprafețe ce conțin -OH, -COOH, -NH2 - Interacțiune cu domenii specifice de pe suprafața celulelor sau cu componenți tisulari ## 12) Prezentați comparativ plasma, serul sangvin, şi descrieți rolul principalelor proteine plasmatice implicate în hemocompatibilitate - Plasma sanguină = ser + factorii coagulării (FIBRINOGEN) - PLASMA: - 3 tipuri de proteine: ALBUMINA, GLOBULINE ȘI FIBRINOGEN - Sânge recoltat în tuburi cu anticoagulant și apoi centrifugat - Anticoagulantul inhibă formarea de cheaguri - SER: - 2 tipuri de proteine: ALBUMINE ȘI GLOBULINE - Sânge recoltat în tuburi fără anticoagulant, se așteaptă (~30 min coagularea) și apoi se centrifughează - Proteinele plasmatice = amestec eterogen de proteine (~100) cu proprietăți fizico-chimice și funcții diferite - ALBUMINA serică (Alb) - 60% din totalul proteinelor plasmatice - Produsă de ficat cu cea mai mică dimensiune - Asigură presiunea osmotică a sângelui în proporţie de 80% - Adsoarbe la suprafața implantului - IMUNOGLOBULINELE (Ig) - 36% din totalul proteinelor plasmatice - Produse de limfocitele B și cunoscute sub numele de anticorpi - Rol în protecția naturală a organismului (IgA, IgD, IgE, IgG, IgM) - IgG - 75-80% din totalul Ig; infecții bacteriene și virale; poate traversa placenta - FIBRINOGEN (Fibr) - Sintetizat de hepatocite - Rol în procesul de coagulare (factorul I) și în faza acută a inflamațiilor din țesut - Adsorbția de Fibr la suprafața implantului perturbă procesul de coagulare ## 13) Descrieți mecanismul coagulării sângelui declanşat la contactul biomaterial-fluid sanguin - = proces complex dar REVERSIBIL de transformare a sângelui într-un cheag (gel) - Constă în separarea sângelui în 2 componente: - Coagul/cheag - format dintr-o rețea de fibrină în care sunt prinse, ca într-un năvod, elemente figurate - Ser - Dpdv chimic are loc transformarea Fibr în fibrină sub acțiunea enzimei TROMBINĂ - Desprinderea și eliberarea de fibrinopeptide A și B din structura Fibr - Urmează formarea reţelei stabile de fibrină, prin polimerizare, sub acțiunea factorului XIIIa (stabilizator) - Factori ai coagulării: - 13 factori plasmatici (cifre romane) - 7 factori trombocitari/plachetari (cifre arabe) - Coagularea se desfășoară pe 2 cãi: - Calea intrinsecă - mai lungă (7-12 MINUTE), determinată numai de f plasmatici, contactul cu fibrele de colagen și de alți factori nelezionali - Calea extrinsecă - mai scurtă și promptă (5-12 SECUNDE) - Sângele conține în mod natural factori inhibitori ai coagulării (heparina) care reduc viteza de desfășurare a procesului. Aceștia se numesc factori endogeni, însă acțiunea lor nu este suficientă de cele mai multe ori atunci când vine vorba de implantarea unui material. Se apelează atât la tratamente cu anticoagulante exogene (tratament medicamentos), cât și la tratamente ale suprafeței dispozitivului medical. ## 14) Interacțiunea biomaterialelor cu fluidul sangvin: principii generale, trombogenicitate - Suprafețele care vin în contact direct cu sângele au o misiune mult mai complexă decât alte biomateriale. Coagularea sângelui reprezintă un mecansim vital de apărare împotriva sângerării, dar trebuie evitată în contextul folosirii biomaterialelor - Un material care intră în contact direct cu sângele trebuie să : - NU genereze trombi și embolii prin coagulare (TROMBOZA) - NU altereze proteinele plasmatice (INFLAMAŢIE) - NU determine distrucția celulelor sangvine (HEMOLIZA) - Trombogenicitatea = proprietatea unui material de a induce formarea de trombi (componenta biocompatibilități) - Un material cu trombogenicitate scăzută are adeziune scăzută a proteinelor plasmatice și a plachetelor. ## 15) Răspunsul trombotic la contactul biomaterial/sânge - Răspunsul fluidului sangvin depinde de 4 componente: - Biomaterialul - compoziția chimică + morfologie - Aplicația - cateter, sistem de eliberare etc. - Prezența/absența unor agenți antitrombogenici (heparina) - Starea pacientului - Fazele răspunsului trombotic: - a) Faza proteică - b) Faza celulară - c) Răspunsul organizațional ## 16) Obținere de materiale cu trombogenicitate redusă prin creșterea hidrofilicității suprafețelor - PASIVARE = modificarea suprafeței unor materiale polimerice sintetice pentru a împiedica adsorbția proteinelor la contactul dintre materialul polimeric și mediul biologic - HIDROFILIZARE - pentru a „inactiva" suprafața biomaterialului - Simpla acoperire cu polimeri hidrofili sau grefare iradiantă a hidrogelurilor pe biomateriale - POLIETILEN GLICOL (PEG)/POLIETILEN OXID (PEO) - Incorporarea PEG/PEO într-un biomaterial polimeric reduce adeziunea proteinelor plasmatice și a plachetelor, în comparație cu un substrat hidrofob nemodificat - Două mecanisme posibile: - Efect de împiedicare sterică (repulsie) a proteinelor și celulelor sangvine - Fenomen de hidratare = lanțurile hidrofile rețin moleculele de apă la suprafață - Dezavantaje: - Dificil de realizat în strat perfect uniform - Prezenta celui mai mic defect în stratul polimeric poate declanșa coagularea sau inflamația - Deoarece absoarbe apa, acest tip de substrat nu este stabil ## 17) Prezentați alte metode de pasivare a suprafețelor care nu implică hidrofilizarea - Pasivare prin acoperire cu Alb - Nu promovează adsorbția de alte proteine plasmatice - Scade trombogenicitatea materialului - Dezavantaje: - Dacă Alb este legată fizic la biomaterial, la contactul cu sângele, alte proteine vor adsorbi și vor înlocui Alb la suprafața biomaterialului (efectul Vroman) - Imobilizarea covalentă Alb pe suprafața biomaterialului -> denaturarea Alb - Imobilizare de fosforil colină - BIOMIMETISM - mimarea chimiei și topografiei endoteliului vascular - Fosfatidil colina - componentă importantă din membrana trombocitelor și eritrocitelor - Fosforilcolina (grefată pe biomaterial sau încorporată în suprafața acestuia) imită grupările terminale ale fosfolipidelor - Se reduce aderarea plachetelor la grefe vasculare de PTFR - Endotelializare - Cea mai bună metodă de hemocompatibilizare a materialelor - Acoperirea pereților interiori ai grefelor vasculare sintetice cu un monostrat de celule endoteliale umane. - Practic reprezintă singurele suprafețe inerte în raport cu trombocite și factorii coagulării. - Foarte dificil de realizat!!!! ## 18) Strategii de obținere a unor suprafețe active capabile să controleze mecanismul coagulării - Încorporarea de agenți antitrombotici - HEPARINA (previne activarea trombinei) - Încorporarea de enzime fibrinolitice - distrug cheagurile de fibrină - Există 3 strategii de heparinizare a suprafețelor polimerice: - Compound-area heparinei cu polimeri (amestec fizic) - Legarea ionică a heparinei la materiale care conțin funcții cationice - Legarea covalentă a heparinei la suprafețe polimerice ## 19) Prezentare generală a tehnicilor de antisepsie (dezinfecţie; sterilizare; depirogenare) - Antisepsie = ansamblu de tehnici/procedee fizico-chimice prin care se distrug sau sunt inhibate microorganismele patogene (bacterii, virusuri, fungi) de pe suprafețe care vin în contact direct sau indirect cu organismul. - DEZINFECŢIA = distrugerea patogenilor (mai puțin a sporilor) de pe suprafețe, din aer; împiedică răspândirea unor boli infecțioase - STERILIZAREA = procedeu prin care sunt îndepărtate sau distruse toate microorganismele vii (inclusiv sporii) de pe suprafața și din interiorul unor obiecte. - Înaintea implantării, biomaterialele trebuie supuse unui proces de sterilizare efectuat în condiții aseptice pentru a evita infecțiile - Sterilizarea totală este practic IMPOSIBILĂ - O sterilizare necorespunzătoare poate declanșa infecții și poate compromite parțial sau total actul medical, dar poate de asemenea afecta proprietățile și rezistența la uzură a implantului, protezei sau dispozitivului medical vizat - DEPIROGENAREA = inactivare sau îndepărtare a agenților pirogeni - Prezenţa unei cantități foarte mici de agenți pirogeni în sângele periferic poate cauza febra înaltă - Este esențială pentru materialele naturale care, datorită originii naturale, prezintă probabilitatea de a fi contaminate cu agenți pirogeni - Exemple de agenți pirogeni: endotoxine bacteriene, exotoxine pirogene, ARN viral ## 20) Cuantificarea și controlul procesului de sterilizare - Nivelul de asigurare a sterilității = SAL (sterility assurance level) = probabilitatea ca un număr oarecare de implanturi dintr-o cantitate mare supusă unei tehnici de sterilizare să rămână nesterilizată - Grad minim de sterilizare SAL = 10-6 = la 1 milion de produse supuse sterilizării, probabil unul rămâne nesteril - Pentru ca procesul de sterilizare să fie reproductibil, consecvent și fiabil, acesta trebuie validat. - Validarea procesului de sterilizare = demonstrarea absenței dezvoltării bacteriilor și monitorizarea parametrilor procesului de sterilizare. - Metode fizice - temperatura (termometrul), presiune (manometru), timpul de expunere - Metode chimice - substanțe cu punct de topire apropiat de to la care se face sterilizarea - Metode biologice = bioindicatori - preparate standard de spori bacterieni specifice diferitelor tipuri de sterilizări - Se furnizează dovezi directe că s-au atins condițiile letale necesare sterilizării în timpul tratamentului. ## 21) Metode de sterilizare fizică prin căldură (uscată/umedă) și sterilizare prin filtrare - Sterilizare prin căldură uscată: - Încălzire la incandescență, flambare, incinerare, sterilizare cu aer supraîncălzit în etuvă (cuptor Pasteur, Pupinel) 180°C 1h sau 160°C 2h - Poate fi folosită pentru DEPIROGENARE (t°>250°C) - Aplicată la materiale rezistente termic - Sterilizare prin căldură umedă: - Fierbere, pasteurizarea, tindalizare = sterilizare fracționată sau discontinuă (aplicată în special pe mediile de cultură) - AUTOCLAVAREA - prin vapori de apă sub presiune - T=121-124°C pentru 15-30 min - Are 3 etape: înlocuirea aerului cu abur, sterilizare cu control de to și uscare cu evacuare de abur - Tehnică rapidă, eficientă și simplă însă puține materiale polimerice rezistă la tº de autoclavare - Sterilizarea prin filtrare - FILTRARE = trecerea unui lichid prin membrane poroase pentru a reține diferite tipuri de microorganisme patogene (îndepărtare fizică) - Se realizează la tº camerei și se aplică unor lichide biologice sau soluții injectabile, care se alterează prin tratare termică: vaccinuri, soluții oftalmice, unele preparate IV, medii de cultură tisulare - Diametrul porilor de pe membranele filtrante de sterilizare = 0.45/0.22/0.1 um - Materiale filtre: acetat de celuloză, esteri de celuloză, polimeri acrilici, PVC, policarbonat etc. ## 22) Sterilizarea cu oxid de etilenă - Metodă de sterilizare chimică cu gaze - OXID DE ETILENĂ (EtO) = cel mai frecvent gaz utilizat pentru sterilizarea produselor cu aplicații medico-chirurgicale - Eto determină alterarea sau distrugerea componentelor celulare și a materialului genetic al microorganismelor patogene și a sporilor, prin reacții de alchilare a grupelor SH, OH, COOH și NH2 din acizii nucleici - Avantaje: foarte bun sterilizant pentru majoritatea materialelor, eficient și la to mici - Dezavantaje: - Agent mutagen - Toxic - Inflamabil și exploziv - Preț de cost al sterilizării ridicat - Timp mare de sterilizare (biomaterialele trebuie AERATE după sterilizare) ## 23) Sterilizarea cu radiații - Sunt necesare dozimetre pentru controlul dozei optime care va asigura sterilizarea eficientă, fără distrugerea implantului - Sterilizarea cu radiații neionizante: - Radiații UV - Putere de penetrare mică - UV-B sau UV-C produse de lămpi cu vapori de Hg (240 și 280 nm) - 15-30°C și umiditate de max 60% - Sterilizarea suprafețelor netede și încăperi (nișe de laborator, săli de operație), conservarea apei distilate - Sterilizarea cu radiații ionizante: - Radiații gamma - Produse în urma dezintegrării unei surse radioactive (60Co sau 137Cs) - Gradul SAL scade logaritmic cu creșterea dozei de radiații - Mecanism: determină alterarea ireversibilă a principalelor componente celulare și microorganismele mor. La dezintegrare, apar și electroni (cca 315 keV), care participă la procesul de sterilizare, întrerupând viața celulară - Avantaje: - Procedeu eficace, rapid, netoxic, fără reziduuri și bine controlat prin dozimetrie - Putere mare de penetrare - permite sterilizarea produselor în ambalajul final - Dezavantaje: - Preț de cost foarte mare - Modificări structurale ale polimerilor ## 24) Testarea biocompatibilității prin teste de laborator in vitro - In vitro = experiment în mediu controlat, în eprubetă/vas Petri; condițiile de testare nu coincid cu cele din interiorul organismului; sunt primele teste făcute în lanțul de testare a biocompatibilității - Rapide și ieftine; se reduce numărul de animale sacrificate. - Constă în interacția in vitro a biomaterialului cu celulele (cele mai simple organisme) - Celule aderente: - Celulele sunt plasate în plăci ce favorizează atașarea - Cresc în monostrat confluent: la confluență se opresc din dezvoltare (inhibiție de contact) - 2 tipuri de morfologii: celule epiteliale (poligonale) și celule fibroblastice (alungite) - Celule neaderente (în suspensie): - Sunt sferice și plutesc în mediul de cultură (individuale sau sub formă de mici „insule") - Culturi derivate din sânge (limfocite); linii celulare (comercial) - Culturi de celule primare: - Obținute prim disocierea enzimatică a unui țesut (proteaze și colagenaze) - Pot fi preluate de la embrioni, animale nou născute/adulte (primate, om, rozătoare, păsări) - Proprietăți mult mai apropiate de celulele organismului -> rezultate mai elocvente - Linii celulare continue/clonate: - Celule transformate - se diferențiază de celulele normale; se divid și cresc în continuu - Avantaje: - Permit standardizarea lucrărilor efectuate în mai multe laboratoare (verificare reproductibilitate) - Relativ ușor de menținut; schimbarea mediului de cultură se realizează ușor - Fiind clone, celulele sunt identice genetic - Îți mențin caracteristicile genetice și morfologice pe parcursul unei vieți foarte lungi - Relevanța testelor de biocompatibilitate este puternic influențată de tipul de celule utilizate la efectuarea experimentelor: - Celule epiteliale HeLa (Henrietta Lacks) - 1951, provin din carcinom cervical - Celule endoteliale: BAE-1 - Fibroblaste: MRC-5 - Neuronale: SH-SY5Y - Medii de cultură: - Lichide/semilichide; naturale/semisintetice/sintetice; de creștere/de menținere/defective - Asigură: - Echilibru ionic, pH (7.2-7.4), tº, conținut de O2 și CO2 - Elemente nutritive indispensabile: carbohidrați, proteine, aminoacizi esențiali, lipide, vitamine, hormoni - Evitarea contaminării cu antibiotice și antifungice - Stimularea multiplicării și creșterii celulare prin adăugarea de extracte embrionare - Mediul bazal EMEM/DMEM ## 25) Testarea biocompatibilității prin teste in vivo - Teste PRECLINICE in vivo: - Se folosesc animale vii; obligatorii înainte de testele clinice - Avantaje: o aproximație mai bună decât testele de laborator; folosesc cele mai adecvate animale ca model - Dezavantaje: necesită protocoale și timp; unt scumpe; rezultate uneori dificil de interpretat; probleme de etică - Presupun introducerea unui eșantion din biomaterial în organismul animal pe diferite căi: - Orală - Injecţii - Implantare propriu-zisă - Teste CLINICE in vivo: - Cele mai relevante teste; demonstrează adevărata performanță a unui biomaterial; nu pot fi standardizate - Implică probleme controversate de etică și sunt foarte scumpe - Se aplică pe VOLUNTARI, iar implantarea biomaterialului trebuie făcută într-o regiune cât mai apropiată de aplicația pentru care este proiectat - EFECTUL PLACEBO = răspuns observabil și măsurabil al organismului la o terapie placebo (medicație inertă) - Este benefic și NU se datorează tratamentului aplicat - putere de autoînsănătoșire - EFECTUL NOCEBO = credința pacientului că un anumit medicament/biomaterial îi face rău declanșează efecte terapeutice negative ## 26) Evaluarea inițială a biocompatibilității prin teste de citotoxicitate - Definiție = capacitatea potențială a unui dispozitiv medical de a induce efecte subletale sau letale la nivel celular - Metode simple, ieftine, standardizate - Principiul metodei - substanțele sunt eliberate de material în mediul de cultură al celulelor -> difuzează prin membrana celulelor -> celulele își schimbă mărimea, forma, gradul de proliferare, lizează, se dezintegrează - Raportul dintre nr de celule moarte și nr total de celule la 24/48/72h - Teste de contact direct cu suprafața biomaterialului - Piese din material sun plasate direct pe suprafața stratului de celule, acoperit cu o peliculă din mediul de cultură - Substanțele toxice eliberate din materialul testat pot scădea viteza creșterii celulelor sau pot provoca diferite leziuni - Teste de contact indirect (difuzie în agar) - AGAR = polimer coloidal special derivat dintr-o algă roșie - Monostrat confluent de celule -> acoperire cu un strat de agar -› solidificare -> plasare material de testat - Substanțele toxice solubilizate (M<100 Da) din material vor difuza prin stratul subțire de agar și vor omorî sau leza celulele din monostrat - Metoda eluției - expunerea celulelor pe extracte din biomaterialul de analizat - Preparare extract (eluat) -> plasare în diferite concentrații pe un monostrat de celule -> evaluarea toxicității la diferiți timpi de incubare la 37°C (