Поиск Кабинет

3Д матриксы, изготовленные из политриметиленкарбоната и его сополимеров: исследование физических и биологических свойств

Гены & Клетки: Том XIII, №3, 2018 год, стр.: 63-69

DOI: 10.23868/201811035

 

Авторы

В.С. Черноносова, А.А. Гостев, М.В. Харькова, Е.А. Покушалов, А.А. Карпенко, А.М. Караськов, П.П. Лактионов

ДЛЯ ТОГО ЧТОБЫ СКАЧАТЬ СТАТЬЮ В ФОРМАТЕ PDF ВАМ НЕОБХОДИМО АВТОРИЗОВАТЬСЯ, ЛИБО ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ

Реферат

Проблема поиска новых материалов, используемых в разных отраслях медицины, например, для замещения пораженных сосудов, хрящевой, соединительной, железистой тканей в последнее время приобрела широкое распространение, в связи с высокой частотой встречаемости патологий соответствующих систем организма и необходимостью хирургического лечения. Одним из перспективных направлений в данной области является производство тканеинженерных матриц из различных полимеров и их смесей методом электроспиннинга. Наибольший интерес представляют блок-полимеры (например, триметиленкарбонат), поскольку они имеют разную стабильность и свойства в зависимости от набора и соотношения блоков в полимере, и могут быть использованы для изготовления тканеинженерных конструкций.
Цель работы заключалась в изучении физических и биологических свойств 3Д-матриц на основе поли(триметиленкарбоната) (ПТМК) in vitro для оценки возможности их использования в качестве материалов для сердечно-сосудистой хирургии.
Методом электроспиннинга были изготовлены 3Д-матрицы из растворов ПТМК и его сополимеров с поликапролактоном и молочной кислотой в разных растворителях: в смеси дихлорметана с диметилформамидом, в чистом дихлорметане или гексафторизопропаноле. Получены матрицы из смесей этих полимеров с желатином. Методом СЭМ охарактеризована структура матриц, исследованы их гидрофильность и механическая прочность, а также способность первичных эндотелиоцитов пупочной вены человека (ПЭЧ) прикрепляться и пролиферировать на поверхности матриц разного состава. Показано, что прочность матриц на разрыв, полученных из растворов на основе дихлорметана, составляет не более 0,22 МПа, а прочность матриц, изготовленных из растворов на основе гексафторизопропанола, может достигать 4,3 Мпа; матрицы из ПТМК и его сополимеров склонны к поглощению паров воды и изменению структуры при хранении, усадке, слиянию волокон, потере прочности при намокании. Обнаружено, что ПЭЧ хорошо прикрепляются, однако плохо пролиферируют на поверхности исследуемых матриц. 3Д-матрицы из ПТМК не могут быть рекомендованы для изготовления имплантируемых изделий, прочность и стабильность которых требуются для выполнения их функции, например, в условиях постоянной гидродинамической нагрузки, однако, повидимому, могут быть использованы как биодеградируемые подложки в тканевой инженерии, где не требуется высокой прочности.

Ключевые слова: электроспиннинг, 3Д-матрицы, политриметилкарбонат, биосовместимость, тканевая инженерия.

 

A study of physical and biological properties of 3D matrices made from polytrimethylene carbonate and its copolymers

The development of new materials for using in different parts of medicine (for replacement of affected vessels, cartilage, connective, glandular tissue) has recently become widespread, due
to the high rate of occurrence of these pathologies and the need for surgical treatment of these pathologies. One of the promising approaches is the production of tissue engineered matrices from various polymers and their mixtures by the electrospinning. Block polymers (for example, trimethylene carbonate) are of particular interest for fabrication of tissue engineered devices due to the ability to customize the polymer stability by using different sets of blocks.
3D matrices were prepared from solutions of polytrimethylene carbonate (PTMC) and its copolymers with polycaprolactone and lactic acid in various solvents (dichloromethane with dimethylformamide, pure dichloromethane or hexafluoroisopropanol) by electrospinning.
Scaffolds were prepared from mixtures of polymers with gelatin. The structure of the matrices was characterized by the scanning electron microscopy method. Hydrophilicity and mechanical strength of the matrices were investigated. The ability of primary human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) to attach and proliferate on the surfaces of different matrices was studied. The tensile strength of the matrices, produced from dichloromethane solutions was not more than 0.22 MPa, and the strength of the scaffolds produced from hexafluoroisopropanol solutions reached 4.3 MPa. HUVEC successfully attached to the matrices, but proliferation rate was slow. During storage the matrices produced from the PTMC and its copolymers had a tendency to absorb water vapor, and exhibited shrinkage, fusion of the fibers and strength loss. 3D matrices produced from PTMC cannot be recommended for the manufacture of implantable devices but can tentatively serve as biodegradable scaffolds in tissue engineering without constant hydrodynamic loading, such as areas of connective or glandular tissue.

Keywords: electrospinning, 3D matrices, polytrimethylene carbonate, biocompatibility, tissue engineering.

Подняться вверх сайта