BIOINZhENERNAYa KONSTRUKTsIYa NA OSNOVE OSTEOPLASTIChESKOGO MATERIALA I 3D KUL'TURY AUTOLOGIChNYKh STROMAL'NYKh KLETOK ZhIROVOY TKANI, INDUTsIROVANNOY V ANGIOGENNOM NAPRAVLENII, DLYa VOSSTANOVLENIYa KOSTNOY TKANI

Abstract

Full Text

АКТУАЛЬНОЙ проблемой современной травматологии и имплантологии является разработка средств и методов восстановления обширных дефектов костной ткани, возникших вследствие травмы, а также патологических процессов воспалительно-деструктивной или опухолевой природы. В настоящее Гены & Клетки Том XII, № 3, 2017 102 материалы III национального конгресса по регенеративной медицине время одним из перспективных направлений является создание тканеинженерных конструкций на основе остеокондуктивных носителей, остеоиндуктивных факторов роста и остеогенных прогениторных клеток. Однако, для эффективной репарации обширных повреждений костной ткани важно создание васкуляризованных конструкций. ЦЕЛЬ. Разработка биоинженерной конструкции на основе остеопластического биоактивного материала БАК-1000 и индуцированных в ангиогенном направлении сфероидов из стромальных клеток жировой ткани (СКЖТ). У самцов крыс линии SD осуществляли забор жировой ткани из паховой области для получения первичных монослойных культур СКЖТ. Для получения сфероидов, индуцированных в ангиогенном направлении, клетки переводили в неадгезивные условия на агарозные планшеты 3DPetriDish (Microtissues, USA), и культивировали в среде с добавлением VEGF, в стандартных условиях ( + 37°С, 5% СО2). Сформированными 7-дневными сфероидами заселяли блоки материала БАК-1000. На 7-е сутки полученные конструкции фиксировали в глютаровом альдегиде для анализа методом растровой электронной микроскопии. Для оценки эффективности разработанной биоинженерной конструкции самцам крыс линии SD хирургическим путем создавали обширный костный дефект в диафизе бедренной кости с последующим восполнением места повреждения полученной биоинженерной конструкцией. Контролем были животные, которым имплантировали остеопластический материал БАК-100 без заселения сфероидами. Животных выводили из эксперимента на 30, 60 и 120 сут. При исследовании матрицы, заселенной VEGF-индуцированными сфероидами СКЖТ, через 7 сут. наблюдали большое количество клеток как на поверхности, так и в порах матрицы, а также формирование тубулоподобных структур. Анализ гистологических срезов костной ткани животных из области повреждения показал, что имплантация биоинженерной конструкции, заселенной сфероидами, приводила к резкому увеличению числа сосудов капиллярного типа уже на 30 сут. после операции. Интенсивный ранний ангиогенез после имплантации сопровождался активным образованием костных структур de novo уже на 30-60 сут. В контрольной группе животных не наблюдали активного ангиогнеза, но наблюдали, одновременно с формированием костной ткани, появление большого количества грубоволокнистой соединительной ткани. Разработка и создание сложных многокомпонентных тканеинженерных конструкций позволяет не только разрабатывать новые методы лечения пациентов с обширными дефектами костной ткани, но и открывает дорогу к созданию новых инновационных медицинских технологий для протезирования, имплантологии и трансплантологии.