CC BY
11
62
МАТЕРИАЛЫ V НАЦИОНАЛЬНОГО КОНГРЕССА ПО РЕГЕНЕРАТИВНОЙ МЕДИЦИНЕ
Литература:
1. Takahashi K., Tanabe K., Ohnuki M. et al. Cell. 2007. V. 131. P. 861-872.
2. Новосадова Е.В., Андреева Л.А., Арсеньева Е.Л. и др. Пат. РФ № 2646446 от 05 марта 2018г.
3. Novosadova E., Antonov S., Arsenyeva E. et al. Neurotoxicology. 2021. V. 82. P. 108-118.
ИССЛЕДОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КРИОГЕННО-СТРУКТУРИРОВАННОГО ГИДРОГЕЛЯ НА ОСНОВЕ ЖЕЛАТИНА ДЛЯ БИОМЕДИЦИНСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ
A.М. Григорьев1, Ю.Б. Басок, А.Д. Кириллова,
B.А. Сургученко, Н.П. Шмерко1,
В.К. Кулакова2, Р.В. Иванов2, В.И. Лозинский2, А.М. Суббот3, В.И. Севастьянов1
1 ФГБУ НМИЦ трансплантологии и искусственных органов им. академика В.И. Шумакова Минздрава России, Москва, Россия
2 ФГБУН Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, Москва, Россия
3 ФГБНУ НИИ глазных болезней, Москва, Россия e-mail: [email protected]
Ключевые слова: криогенно-структурированный гидрогель, желатин, макропористая губка, тканевая инженерия, печень.
Согласно прогнозам на ближайшие годы, острый дефицит донорских органов будет расти, что делает необходимым поиск альтернативных технологий, в том числе, технологий тканевой инженерии и регенеративной медицины, основанных на имплантации клеточно-инженер-ных конструкций (КИК), включающих матрицы-носители, нагруженные стволовыми и/или специализированными клетками [1]. При создании КИК предпочтительными формами матриц являются макропористые системы из твердотельных полимеров или гидрогелей [2].
Целью работы было исследование биологических свойств матрицы из криогенно-структурированного гидрогеля в форме макропористой желатиновой губки, а также возможности создания на ее основе КИК, с различными клеточными компонентами.
Основными компонентами синтеза криогенно-структурированного гидрогеля были желатин (тип А), 1\1-(3-диметиламинопропил)-1\Г-этилкарбодиимид, (ЭДК) и мочевина (все — Sigma-Aldrich, США). Морфологию поверхности исследовали методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Степень набухания в воде образцов определяли гравиметрически. Цитотоксичность оценивали на фибробластах мыши линии NIH 3T3 и ме-зенхимальных стромальных клетках жировой ткани человека (МСКЖТч) с использованием IncuCyteZOOM (EssenBioscience, США). В качестве клеточной компоненты КИК были выбраны МСКЖТч, клетки гепатоцел-люлярной карциномы HepG2 или эндотелиальные клетки пупочной вены человека линии EA.hy926. Содержание альбумина в культуральной среде определяли методом иммуноферментного анализа. Скорость метаболизма аммиака оценивали после 90 минут инкубации с 1 mM хлоридом аммония (Sigma-Aldrich, США), разведенным в культуральной среде на 15 сутки эксперимента.
Получение криоструктурированного гидрогеля в форме макропористой губки включало замораживание водного раствора смеси желатина и мочевины, удаление поликристаллов растворителя лиофилизацией,
экстракцию мочевины этанолом и обработку крио-структурата этанольным раствором ЭДК. СЭМ позволила выделить три типа пор на поверхности носителя: крупные (109 ± 17 мкм), средние (39 ± 10 мкм) и малые (16 ± 6 мкм). Степень набухания в воде образцов матрицы составила 3,8 ± 0,2 г Н2О на 1 г сухого полимера. Установлена способность макропористой желатиновой губки в составе КИК поддерживать адгезию и пролиферацию МСК ЖТч, клеток линии EA.hy926 и HepG2 в течение 28, 15 и 9 суток, соответственно. Доказано наличие секреции альбумина и метаболизма аммиака при культивировании клеток HepG2 на желатиновой губке.
Таким образом, на примере КИК печени показана перспективность использования матрицы из макропористого криогенно-структурированного гидрогеля на основе желатина для технологий тканевой инженерии и регенеративной медицины.
Литература:
1. Трансплантология и искусственные органы: учебник / под ред. акад. РАН СВГотье. М.: Лаборатория знаний; 2018. — 319 с.: ил. ISBN 978-5-00101-107-1.
2. Zhao P, Wang J, Li Y, Wang X, Chen C, Liu G. Microfluidic Technology for the Production of Well-Ordered Porous Polymer Scaffolds. Polymers (Basel). 2020;12(9):1863. doi: 10.3390/ polym12091863. PMID: 32825098; PMCID: PMC7564514.
ПОРИСТЫЕ МАТРИКСЫ
С БИОМИМЕТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ
И СВОЙСТВАМИ
Т.Е. Григорьев1, Ю.Д. Загоскин1, К.И. Луканина1,
Т.К. Токаев2, М.В. Синицын2, Е.А. Храмцова4,
В.И. Севастьянов3, С.Н. Чвалун1
1 НИЦ Курчатовский институт, Москва, Россия
2 НМИЦ ФПИ Минздрава России, Москва, Россия
3 НМИЦ ТИО им. ак. В.И. Шумакова Минздрава России, Москва, Россия
4 Институт биохимической физики им Н.М. Эмануэля РАН, Москва, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: пористость, трехмерная структура, модуль
упругости, биоразлагаемые материалы, биосовместимость
Создание трехмерных биосовместимых носителей — матриксов, обладающих заданной морфологией и регулируемыми функциональными физико-химическими свойствами, является актуальной задачей науки о полимерах. Многопараметрическое управление характеристиками таких матриксов, разработка фундаментальных методик их получения определяют перспективу дальнейшего развития регенеративной медицины. Наряду с биосовместимостью и пористой структурой матрикс должен обладать также биоадекватными физико-механическими характеристиками: как микромеханические характеристики оказывают влияние на процессы адгезии и диф-ференцировки клеток, так и прочностные характеристики материала влияют на биосовместимость и общую функциональность матрикса.
В докладе отражены основные подходы к созданию пористых материалов с настраиваемой структурой и свойствами: волокнистых нетканых, губчатых и ги-дрогелевых. Систематически исследована структура и биомеханическое поведение ряда тканей и органов, нативных и децеллюляризованных: кожи, трахеи, диафрагмы, аорты, желчного протока, легких, сердца, почек.
Гены & Клетки XVII, №3, 2022
