CC BY
8
Однократное в/в введение МКПКЧ 10 млн клеток в 1 сутки после тяжелой КТСМ достоверно улучшает восстановление двигательной функции задних конечностей относительно уровня группы «самовосстановления» у крыс, а объем образующихся на 4-5 сутки посттрама-тических кистозных полостей достоверно уменьшается в два раза.
Через 1 год средний прирост по шкале ASIA составил 2,2 балла в группе клеточной терапии и 0,9 в контрольной группе, суммарный показатель двигательной активности верхних и нижних конечностей составил 77 ± 19 и 33 ± 21,6 и самостоятельно могли передвигаться 78% и 30% пациентов соответственно в каждой группе.
Проведенное исследование показывает эффективность терапии КМКПКЧ в остром периоде КТСМ.
Литература:
1. Терапевтический потенциал клеток пуповинной крови при негематологических заболеваниях. Под ред. М.А. Пальцева,
B.Н. Смирнова.М. «Шико». 2012. 176 с.
2. Basso D.M., Beattie M.S., Bresnahan J.C. Exp. Neurology.1996, V. 139. P. 244.
3. Рябов С.И., Звягинцева М.А., Смирнов В.А. и др. Бюл.экспер. биол., 2014. Т. 157. № 1. С. 98.
4. Basso D.M., Beattie M.S., Bresnahan J.C. J. Neurotrauma. 1995.V.12. N 1. P. 1.
5. Ядгаров М.Я., Смирнов В.А., Базанович С.А. и др. Нейрохирургия. 2022. Т24. № 1. С. 38.
СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ЛИОФИЛИЗАЦИИ
К.Ю. Базылева1, 2, К.Г. Антипова2,
C.В. Крашенинников2, С.Н. Малахов2, Р.В. Шариков2, Т.Е. Григорьев2
1 Физический факультет, МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
2 Научный исследовательский центр Курчатовский институт, Москва, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: лиофилизация, высокопористые материалы, тканевая инженерия.
Пористость в трехмерном каркасе является важным фактором для тканевой инженерии [1, 2]. Рост и внедрение клеток в значительной степени зависят от размера пор внутри каркаса, которыми необходимо тщательно управлять с учетом конкретных параметров в зависимости от материала и применения [1, 3, 4]. Роль пористости заключается в том, что клеточные сети полагаются на взаимосвязанные пути для транспортировки питательных веществ, передачи сигналов клетками и пролиферации, имитируя по структуре окружающую среду нативного внеклеточного матрикса [1, 5]. Одним из распространенных методов получения высокопористых материалов является лиофилизация. Этот метод позволяет получать материалы с высокой удельной поверхностью и различной структурой пор. Первым этапом лиофилиза-ции является заморозка, которая влияет на архитектуру будущих материалов. Таким образом, целью данной работы было создание замораживающей ячейки с контролированием условий заморозки для получения выспоко-пористых материалов с регулируемыми свойствами для тканевой инженерии.
Для синтеза материалов использовали водный раствор ПВС (Sigma-Aldrich, США, Mw = 130 кДа) с концентрацией 6%, в который добавляли сшивающий агент — глутаровый альдегид (Sigma-Aldrich, США, 50% водный раствор) в соотношении 0,005 и 0,01 к 1 осново-моль полимера в присутствии соляной кислоты (Компонент-Реактив, Россия, о.с.ч.). После смешивания полученную смесь замораживали при разных условиях в разработанной нами ячейки, состоящей из элементов Пельтье TB-127-1.0-1.3. После все замороженные материалы лиофилизировали на установке Martin Christ Alpha 2-4LSC installation в течении 72 ч при глубине вакуума
0.250.мбар.
Для изучения механических свойств образцы испытывали при одноосном сжатии на универсальной разрывной машине Instron 5965. Из полученных данных определяли модуль упругости полимерных материалов.
Исследование морфологии образцов проводили при помощи растрового электронного микроскопа Phenom XL (ThermoFisher Scientific, США). Изображения получали с использованием детектора обратно рассеянных электронов при ускоряющем напряжении 5 кВ и давлении 10 Па без предварительного нанесения токопрово-дящего покрытия на образец.
В работе измеряли удельную поверхность полученных материалов в зависимости от способа заморозки и концентрации сшивающего агента. Исследования проводили на анализаторе удельной поверхности и пористости Authosorb iQ (Quantachrome Instruments, США) путем обработки изотермы адсорбции паров азота при температуре 77 К в диапазоне относительных давлений от 10-5 до 0,99 методом Брюнера-Эммета-Теллера (БЭТ).
В результате работы была разработана и изготовлена замораживающая ячейка из элементов Пельтье. С помощью нее были созданы анизотропные и изотропные полимерные выскопористые материалы на основе ПВС с различной архитектурой.
Работа выполнена при поддержке государственного задания НИЦ «Курчатовский институт».
Литература:
1. Stratton S. et al. Bioactive materials. 2016. V. 1. No. 2. P.
93-108.
2. Bonfield W. Philosophical Transactions of the Royal Society A:
Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 2006. V.
364. No. 1838. P. 227-232.
3. Zeltinger J. et al. Tissue engineering. 2001. V. 7. No. 5. P.
557-572.
4. O'Brien F.J. et al. Biomaterials. 2005. V. 26. No. 4. P. 433-441.
5. Chan B.P., Leong K.W. European spine journal. 2008. V. 17.
No. 4. P. 467-479.
ТКАНЕВАЯ ИНЖЕНЕРИЯ ПРИ СПИНАЛЬНОЙ
ТРАВМЕ — СЕГОДНЯ И ЗАВТРА
В.П. Баклаушев1, 2, О.В. Дуров1, В.А. Кальсин1, 2
1 ФГБУ ФНКЦ ФМБА России, Москва, Россия
2 ИМБ РАН, России, Москва, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: спинальная травма, нейральные стволовые клетки, прямое репрограммирование, регенеративная
терапия, вызыванные потенциалы
В эксперименте на макаках-резусах исследовали эффективность трансплантации тканеинженерных
конструктов на основе биоразлагаемого скаффолда и аллогенных нейральных прогениторных клеток, полученных путем прямого репрограммирования (СпЫРСэ) при восстановлении неврологического дефицита в результате травмы спинного мозга. Предварительно была разработана модель необратимой спинальной травмы у нечеловекообразных приматов с интраопе-рационным контролем вызванных потенциалов (ВП), позволяющая получить полный односторонний анатомический перерыв кортикоспинального тракта и заднего столба на уровне ТИ7-8 (Вак1аизИеу УР, 2019). В экспериментах на этой модели было обнаружено, что трансплантация 5 млн СпЫРСэ через 2 недели после пересечения афферентных и эфферентных путей спинного мозга в течение последующих 12 недель приводит к частичному восстановлению нарушенных функций спинного мозга в виде регресса ипсилатеральной моноплегии и восстановления сомато-сенсорных и моторных ВП. Последующий иммуногистохимический анализ показал, что СпЫРСэ могут сохранять свою мультипотентность в пересаженном спинном мозге не менее 12 недель, мигрируя в зоны образования конусов роста поврежденных аксонов. 8ох2-позитивные трансплантированные клетки преимущественно обнаруживались в зоне активной регенерации, где они секретировали В01\1Р, что сопровождалось повышенным уровнем экспрессии синаптофизина клетками хозяина в сером и белом веществе. Трансплантация тканеинженерных конструктов характеризовалась значительно более высоким по сравнению с суспензионным способом введения выживанием клеток. СпЫРСэ в составе тканеинженерных конструктов подвергались нейрональной дифференцировке и выпускали длинные нейриты. Эти результаты так же, как результаты других научных групп, показавших эффективность трансплантации НСК в составе гидрогелей и др. скаффолдов свидетельствуют о потенциальной перспективности тканевой инженерии спинного мозга в терапии необратимой спинальной травмы. Наиболее интересным с нашей точки зрения является комбинирование тканевой инженерии с нейромодуляцией, в частности, с эпи-дуральной электростимуляцией спинного мозга выше и ниже области поражения параллельно с двигательной реабилитацией.
КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ФОСФАТОВ КАЛЬЦИЯ ДОПИРОВАННЫХ КАТИОНАМИ ЖЕЛЕЗА
О.В. Баранов, А.Ю. Федотов, В.С. Комлев
ФГБУ Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, Москва, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: фосфаты кальция, октакальций фосфат, композиционные материалы, альгинат натрия
Можно выделить фосфаты кальция (ФК) с молярным соотношением Ca/P в диапазоне 1,33-1,67 как наиболее близкие к минеральному компоненту костной ткани. Эти ФК нашли наиболее широкое применение в хирургии. В настоящее время гидроксиапатит (ГА, Са5(РО4)3(ОН)), трикальцийфосфат (ТКФ, Са3(РО4)2) и октакальций фосфат (ОКФ, Са8Н2(РО4)6-5Н2О) являются основными соединениями, используемыми в медицине для замещения и регенерации костной ткани [1]. Это
связано со схожестью указанных соединений с минеральным составом костной ткани. Несмотря на близость химического состава ГА (отношение Са/P около 1,67), ТКФ (около 1,5) и ОКФ (около 1,33) свойства указанных соединений имеют и существенные различия. В частности, это может касаться скорости деградации и специфических свойств. Влияние на реакционную способность к фазовым переходам может достигаться за счет модификации фосфатов кальция введением ионов металлов, позволяющих создать программируемые замещенные формы [2]. Кроме того, за счет создания замещенных ФК можно получать различные материалы с необходимыми свойствами, например, высокорезорбируемые или придавать антибактериальные свойства и т. д. [3].
Железо является важным элементом в почках и системе кровообращения, а также в виде микроэлементов оно содержится в твердых тканях, как в депо. Железо участвует во многих сложных процессах, протекающих в организме человека на молекулярном уровне (например, синтез эритроцитов, преобразование глюкозы крови в энергию и выработку ферментов). Кроме того, допирование фосфатов кальция может придать им магнитные свойства, которые могут быть использованы в различных биомедицинских применениях, таких как восстановление тканей, магнитно-резонансная томография, доставка лекарств, разделение клеток и лечение злокачественных образований на основе гипертермии.
Целью данной работы являлось разработка композиционных гидрогелей на основе альгината натрия и низкотемпературных фосфатов кальция, допированных катионами железа с содержанием керамической составляющей до 15 масс. %.
Установлено, что введение катионов железа в процессе синтеза дикальцийфосфат дигидрата не оказывают влияния на фазовый состав конечного продукта. Однако наблюдается изменение морфологии частиц ДКФД, происходит уменьшение размеров частиц ДКФД при увеличении концентрации катионов Fe3+.
Изучено влияние введения катионов железа на процесс гидролиза ДКФД в ОКФ. Показано, что катионы железа не оказывают влияния на фазовый состав и морфологию продуктов гидролиза ДКФД. Полученный порошок по фазовому составу и морфологии соответствует ОКФ. Результаты химического анализа показывают, что экспериментальная концентрация железа в ОКФ линейно растет с повышением теоретического значения, но меньше него практически в 2 раза.
Разработаны композиционные гидрогели на основе альгината натрия и полученных низкотемпературных фосфатов кальция, допированных катионами железа с содержанием керамической составляющей до 15 масс. % и изучены их физико-химические и механические свойства.
Литература:
1. Komlev V.S., Popov V.K., Mironov A.V., Fedotov A.Y., Tetenina A.Y., Smirnov I.V., Bozo I.Y., Rybko V.A., Deev R.V.) 3D printing of octacalcium phosphate bone substitutes. Front. Bioeng. Biotechnol. 2015. 3:81.
2. Shurtakova D., Yavkin B., Gafurov M., Mamin G., Orlinskii S., Kuznetsova L., Bakhteev S., Ignatyev I., Smirnov I., Fedotov A., Komlev V. Study of radiation-induced stable radicals in synthetic octacalcium phosphate by pulsed EPR Magnetic Resonance in Solids. Electronic Journal. 2019. V. 21. № 1. P. 19105
3. Glenske K., Donkiewicz P., Köwitsch A., Milosevic-Oljaca N., Rider P., Rofall S., Franke J., Jung O., Smeets R., Schnettler R., Wenisch S., Barbeck M. Applications of Metals for Bone Regeneration. Int. J. Mol. Sci. 2018. V. 19. P. 826.
