Currently the use of synthetic biodegradable polymers based on polyurethane, polycaprolactone, polylactic and polyglycolic acids structures and their co-polymers is one of the most perspective directions of tissue engineering development. Electrospinning was found as an optimal way to produce nanofibers suitable for building several types of biomaterial scaffolds that are used in cell therapy. This technology allows creating a stable biodegradable and highly biocompatible matrix. In this study we investigate the viability of cardiac fibroblasts cultivated on polymeric nanofibrous scaffolds in vitro and in vivo after implantation in the myocardium of an experimental animal. Polymeric nanofibers were produced on an electrospinning unit. Prepared matrixes were vitalized with cell cultures, received from atriums of several mini-pigs. Cell viability was estimated by the use of XTT based colorimetric assay. Two groups of mini-pigs were selected for this research. The first group underwent a procedure of intramyocardial implantation of a matrix, grown with cardiac cell culture. In the second group a clear polymeric matrix was implanted. Seven days after the procedure animals were sacrificed and fragments of myocardium containing implants were harvested. Frozen sections were prepared immediately, then a standard histological analysis and immunofluorescent staining were performed. Current results can be significant for further development of polymeric scaffolds and for research of biophysical and electrophysiological features of cardiac cell cultures, what will help to expand the abilities of contemporary regenerative medicine and may become a standard of autological biological therapy.
На сегодняшний день использование синтетических биодеградируемых полимеров на основе полиуретана, поликапролактона, полилактидной кислоты, полигликолевой кислоты и их сополимеров является одним из перспективных направлений в тканевой инженерии. Один из распространённых методов создания подложек для культивирования клеток - электроспиннинг (метод электростатического формования растворов высокомолекулярных соединений, ЭСФ), позволяющий создавать матриксы из нановолокон различной конфигурации, способных к биодеградации и обладающих хорошей биосовместимостью. Настоящая работа посвящена изучению выживаемости фибробластов сердца при культивировании на подложках из поликапролактона, полученных методом ЭСФ, in vitro и in vivo после трансплантации в миокард лабораторного животного (мини-свиньи). Готовые матриксы заселяли клетками, выделенными методом механического измельчения и ферментативного гидролиза из фрагментов предсердий мини-свиней. Выживаемость клеточной культуры оценивали с помощью ХТТ-теста. Эксперименты проводили на 2 группах животных: первой группе в миокард трансплантировали образцы матриксов, заселенные культурой фибробластов сердца, второй группе имплантировали матриксы без клеток. Через 7 сут. после операции животных выводили из эксперимента и забирали участки миокарда с трансплантированным/ имплантированным материалом. Состояние миокарда подопытного животного оценивали с помощью стандартного гистологического исследования, а также иммунофлюоресцентного окрашивания криосрезов сердца для выявления развития воспаления в зоне имплантации. Было обнаружено, что созданные матриксы из полилактидных нановолокон обладают хорошей биосовместимостью и не влияют на жизнеспособность клеток при использовании в качестве подложки для культивирования. Полученные результаты помогут разработке новых типов полимерных подложек и применению их для изучения биофизических и электрофизиологических свойств кардиальных клеточных культур, что позволит расширить возможности регенеративной медицины и может стать стандартом развития аутогенной биологической терапии.