NANOMODIFITsIROVANNYE BIOPOLIMERNYE MATRIKSY DLYa TKANEVOY INZhENERII

Abstract

Full Text

В современном мире спрос на замену утраченных или поврежденных тканей и органов большой и не может быть полностью удовлетворен трансплантацией донорского материала. В частности, трансплантации препятствует отсутствие полностью иммунологически совместимых тканей. Кроме того, существует проблема длительного ожидания донорских органов. В связи с этим, изготовление прототипов тканей, имеющих функциональные свойства, близкие к естественным, имеет решающее значение для эффективной трансплантации. Тканеинженерные конструкции обычно используются в качестве носителей, которые позволяют клеткам образовывать тканеподобные структуры, необходимы для правильного функционирования клеток в условиях, близких к трехмерным тканям. Недавно сформулированная новая парадигма названная «наноархитектоника», предлагает новый дизайн и изготовление тканеинженерных материалов с использованием динамической гармонизации на атомном/молекулярном уровне, химическую нанообработку, самосборку и позволяет создавать высокофункциональные материалы. Несмотря на то, что были предложены подходы, использующие различные полимеры для имитации природных условий для развития и роста клеток и тканей, универсальное решение для изготовления биосовместимых тканевых матриксов все еще не отсутствует. В нашей работе показано формирование биополимерного пористого носителя на основе хитозана и агарозы и желатина, допированного нанотрубками минерала галлуазита. Добавление 3-6% нанотрубок позволило нам увеличить механическую прочность пористых матриксов, что было определено с использованием динамического механического анализа и измерения прочности на растяжение. Кроме того, нами было выявлено, что добавление галлуазита увеличивает влагоёмкость материала. Для оценки биосовместимости матриксов in vitro мы использовали два типа раковых клеток человека (A549 и Hep3B). Клетки высевали на пористые подложки, обеспечивая подходящую поддержку роста и пролиферации клеток. Комбинация красителей флуоресцеиндиацетат и DAPI были ис Гены & Клетки Том XII, № 3, 2017 материалы III национального конгресса по регенеративной медицине 79 пользованы для демонстрации распределения клеток на матриксах. Сканирующая электронная микроскопия и 3D конфокальная визуализация позволили выявить, что клетки эффективно прикрепляются к исследуемым матриксам, обрастая стенки пор, с сохранением характерной клеточной морфологии. Биологическую совместимость бионанокомпозитов in vivo изучали на лабораторных крысах. Матриксы имплантировали подкожно; через 3 нед. с помощью лазерной допплеровской флоуметрии было выявлено, что происходило восстановление кровотока в области имплантации, что также было подтверждено гистологически. Анализ гистологических срезов через 6 нед. выявил полную резорбцию материала матрикса. Кроме того, нами было изучено распределение нанотрубок, входящих в состав матрикса, в области имплантации и в основных органах методом усиленной темнопольной микроскопии. По предварительным данным нанотрубки не распределялись по организму, а задерживались в области имплантации, однако данный вопрос требует более детального изучения.