Osteogennaya induktsiya mezenkhimal'nykh stvolovykh kletok cheloveka na nanostrukturirovannykh pokrytiyakh dioksidtitanovykh implantatov

Abstract

Full Text

Введение. Пористые наноструктурированные покрытия диоксидтитановых имплантатов могут быть использованы для контролируемого высвобождения биологически активных веществ, обеспечивающих жизнеспособность и остеогенную дифференцировку мезенхимальных стволовых клеток (МСК) человека. Цель: изучить кинетику выделения биомолекул, обеспечивающих остеогенную дифференцировку МСК, из мезопористых наноструктурированных диоксидтита-новых покрытий. Материалы и методы. Использованы титановые пластины с анодированной пленкой нанотрубок диоксида титана (TNT) и с соногенерированной мезопористой пленкой диоксида титана (TMS). Загрузку в мезопоры покрытий растворов биомолекул проводили пятикратно в условиях вакуумного высушивания. Анализ высвобождения биомолекул проводили спектрофотометрически. Для дифференцировки МСК человека в остеогенном направлении дексаметазон и L-аскорбиновую кислоту инкапсулировали в поры TNT. МСК человека высевали в концентрации 30000 клеток/см2 на подложку TNT с биомолекулами, покрытыми поочередно 7 слоями хитозана и полиактиловой кислоты. Пластины инкубировали в культуральной среде DMEM (Sigma, США) с добавлением 2% АВ сыворотки крови человека, 10 мM р-глицерофосфата, 0,1% гентамицина в течение 14 дней. Среду меняли каждые 2 дня. Эффективность остеогенной дифференцировки определяли методом ОТ-ПЦР по экспрессии mRNA генов остеокальцина и щелочной фосфатазы. Результаты. Выделение биомолекул c поверхности диоксидтитановых покрытий спектрофотометрически имело две фазы: сначала наблюдалось ускоренное элюирование в течение 6 часов с последующим переходом к более медленной фазе элюирования, которая заканчивалась к 7-21 дню. Продолжительность выхода остеогенных индукторов с поверхности TNT вследствие большей толщины и однородности размера пор была длительнее на 7-14 дней, чем таковая из TMS, поэтому остеогенную дифференцировку МСК проводили только на TNT. МСК человека, инкубированные на поверхности TNT/остеомолекулы/полимеры, экспрессируют более высокие уровни транскриптов щелочной фосфатазы и остеокальцина в сравнении с клетками, культивированными на поверхности TNT/полимеры или TNT/ остеомолекулы. Выводы. Наноструктурированное покрытие диок-сидтитановых имплантатов в виде анодированных пленок нанотрубок с инкапсулированными остеогенными индукторами, покрытые полимерными оболочками, пролонгируют выделение биомолекул и дифференцировку мезенхимальных стволовых клеток человека в остеогенном направлении.