Vývoj a 3D charakterizácia tixotropných hydrogélových substrátov pre kultiváciu embryí v systémoch in vitro fertilizácie (IVF)

Development and 3D characterization of thixotropic hydrogel substrates for embryo culture in systems of in vitro fertilization (IVF)

Abstrakt

Technológie asistovanej reprodukcie, vrátane in vitro fertilizácie (IVF), zohrávajú významnú úlohu v reprodukčnej medicíne aj biomedicínskom výskume. Napriek pokroku v optimalizácii kultivačných médií zostáva úspešnosť vývoja embryí v podmienkach in vitro relatívne nízka. Jedným z prístupov k zlepšeniu kultivačných podmienok je využitie trojrozmerných (3D) biomateriálových substrátov, ktoré dokážu lepšie napodobniť prirodzené prostredie extracelulárnej matrice (ECM). Cieľom tejto práce je vývoj tixotropných hydrogélových substrátov určených pre 3D kultiváciu embryí v IVF systémoch. Hydrogély sú na báze poly(vinyl alkoholu) (PVA) v kombinácii s vybranými polysacharidmi, ktoré sa líšia funkčnými skupinami a tým aj celkovým nábojom. Sieťovanie hydrogélov prebieha pomocou metódy freeze–thaw, ktorá vedie ku vzniku fyzikálnej polymérnej siete. Tento prístup eliminuje potrebu použitia organických sieťovacích činidiel, a týmto spôsobom umožňuje zabezpečiť biokompatibilitu materiálu. Hydrogélové substráty boli pripravené vo forme odliatych alebo 3D tlačených štruktúr. Zloženie a postup prípravy hydrogélov boli optimalizované a následne bola vykonaná fyzikálno-chemická charakterizácia materiálov, hodnotenie stability v kultivačných médiách a posúdenie extrúznych parametrov pre 3D tlač. Následne bude hodnotená cytotoxicita a biokompatibilita s cieľom posúdiť ich vhodnosť pre kultiváciu embryí v IVF systémoch.

Assisted reproduction technologies, including in vitro fertilization (IVF), play an important role in reproductive medicine and biomedical research. Despite progress in the optimization of culture media, the success rate of embryo development under in vitro conditions remains relatively low. One approach to improving culture conditions is the use of three-dimensional (3D) biomaterial substrates, which can better mimic the natural environment of the extracellular matrix (ECM). The aim of this work is the development of thixotropic hydrogel substrates intended for 3D embryo culture in IVF systems. The hydrogels are based on poly(vinyl alcohol) (PVA) in combination with selected polysaccharides that differ in their functional groups and, consequently, in their overall charge. Hydrogel crosslinking is carried out using the freeze–thaw method, which leads to the formation of a physical polymer network. This approach eliminates the need for organic crosslinking agents and thereby makes it possible to ensure the biocompatibility of the material. The hydrogel substrates were prepared in the form of cast or 3D-printed structures. The composition and preparation procedure of the hydrogels were optimized, followed by physicochemical characterization of the materials, evaluation of their stability in culture media, and assessment of extrusion parameters for 3D printing. Subsequently, cytotoxicity and biocompatibility will be evaluated in order to assess their suitability for embryo culture in IVF systems.

asistovaná reprodukcia, IVF, 3D kultivácia embryí, hydrogély, PVA, polysacharidy, ECM, freeze–thaw, biokompatibilita, 3D tlač, biomateriálové substráty

assisted reproduction, IVF, 3D embryo culture, hydrogels, PVA, polysaccharides, ECM, freeze–thaw, biocompatibility, 3D printing, biomaterial substrates

KONEČNÁ, G.; CHAMRADOVÁ, I.; BRTNÍKOVÁ, J.; VOJTOVÁ, L.

01.04.2026

Venice Praha, s.r.o.

Praha

978-80-907779-7-2

XVII. mezinárodní konference Bioimplantologie a regenerativní medicína

38

76