Modifikatsiya nanovolokon polikaprolaktona dlya shirokogo spektra zadach regenerativnoy meditsiny

Abstract

Full Text

Поликапролактон (PCL) - синтетический полимер, используемый для получения материалов медицинского назначения. Методом электроспининга получают PCL нановолокна со структурой внеклеточного матрикса (ВКМ). PCL нановолокна (PCLref) являются супергидрофобными и биологически инертными, что значительно осложняет адгезию клеток и негативно влияет на их дальнейшую судьбу. Одной из перспективных стратегий создания био-совместимой поверхности PCLref является осаждение COOH функциональных групп методом холодной плазменной полимеризации. В данной работе мы оценили эффективность формирования слоя -COOH групп на поверхности PCLref (PCL-COOH), что позволило физиологически связывать белки без потери их функциональной активности. В качестве белковых молекул использовали плазму, обогащенную тромбоцитами (PRP). Ковалентное связывание PRP к поверхности нановолокон продлевало действие белковых молекул. Наличие образования пептидных связей подтверждено ATR-FTIR и XPS анализами. Показано, что модификация поверхности СООН группами ускоряет скорость распластывания фибробластов (24 часа по сравнению с 3 сутками на PCLref). Дополнительная модификация нановолокон PRP (PCL-COOH-PRP) приводит к нормальному распластыванию клеток за 2 часа. Через 3 суток количество апоптозных фибробластов на PCLref достигало 31±3,4%. Модификация COOH группами повышает биосовместимость PCLref, снижая количество апоптозных клеток до 14±2,3%. Ковалентное присоединение PRP способствует физиологичному росту клеток с минимальным количеством погибших (3±0,65%), а также активной пролиферации (12,4±1,6% против 6,2±1,2% на PCL-ref). Выживание и пролиферация на PCLref происходила только в островках клеточной плотности, что связано с активной секрецией фибробла-стами ВКМ компонентов. На PCL-C00H-PRP клетки располагались равномерно, общее количество более 7 раз превышало PCLref на 7 сутки. Был отмечен различный характер адгезии, распластывания и пролиферации мезенхимальных стромальных клеток (МСК) на исследуемых материалах, что связано с преобладающей секрецией трофических факторов. Таким образом, плазменная полимеризация СООН группами PCL нановолокон и последующее связывание белков положительно влияет на адгезию и дальнейшее функционирование клеток. Ионное связывание PRP в 2 раза менее эффективное, чем ковалентное. Исследование демонстрирует широкий потенциал плазменной модификации для задач регенеративной медицины.