Vnekletochnyy kollagenovyy matriks kak material dlya regenerativnoy meditsiny

Abstract

Full Text

В регенеративной медицине для восстановления целостности и функциональной активности тканей и органов широкое применение находят тканеинженерные конструкции. Они состоят из клеток, формирующих внеклеточный матрикс, биодеградируемого носителя для трансплантации клеток и биоактивных молекул (цитокины, факторы роста и т.д.), способствующих активному восстановлению поврежденной ткани. В связи с этим разработка подходящего носителя для культур клеток является одной из актуальных задач современной медицины. В качестве основных требований, предъявляемых к материалу, можно выделить способность к биодеградации, достаточную механическую прочность, хорошую адгезию и рост клеточных культур на нём, безопасность продуктов деградации, отсутствие иммунного ответа. Группой инженеров ООО «Кардиоплант» (г. Пенза), была разработана технология обработки биологического сырья с целью получения внеклеточного коллагенового матрикса, с достаточной механической прочностью и толщиной от 0,02 до 0,2 мм, удовлетворяющего всем перечисленным требованиям. Процесс изготовления внеклеточного коллагенового матрикса включает в себя химико-ферментативную обработку для разрушения клеток как основных факторов иммуногенности, стабилизацию сшивающим агентом для улучшения физико-механических характеристик материала, лиофилизацию одно слойных или многослойных тканевых конструктов. Пространственную архитектонику и механические характеристики биоматериала определяют нерастворимые фибриллярные белки. Основу составляют коллагеновые волокна типа I, небольшие количества эластина и коллагена типов III, IV и VI. Фибринонек-тин и ламинин опосредуют клеточную адгезию. Растворимые глобулярные белки цитокины, факторы роста, матриксные металлопротеиназы, связанные со структурными белками в составе подслизистой тонкой кишки свиньи определяют биологическую активность, играют важную роль в клеточной сигнализации, ремоделировании биоматериала в организме реципиента. Гликозаминогликаны и протеогликаны обеспечивают связывание клеток и факторов роста, усиливают миграцию клеток к поврежденной ткани, стимулируют ангиогенез, клеточную дифференциацию и пролиферацию, регулируют пространственную структуру внеклеточного коллагенового матрикса за счет контроля размера и ориентации коллагеновых волокон. Наличие в материале пор от 20 до 30 мкм способствует диффузии кислорода, необходимого для пролиферации и поддержания жизнеспособности клеток. Исследования на культурах диплоидных фибробластов и мезенхимальных стромальных клеток костного мозга человека показали отсутствие цитотоксичности материала, высокую митотическую активность и прирост количества клеток культур. Имплантация биоматериала свидетельствует об отсутствии выраженной воспалительной реакции, о высокой скорости замещения собственными тканями реципиента без признаков рубцевания. Полученный материал может найти широкое применение в различных областях медицины, в связи с этим актуальным является изучение функциональных свойств изделий на основе этого материала.