Авторы
Сергеева Н.С., Комлев В.С., Свиридова И.К., Кирсанова В.А., Ахмедова С.А., Шанский Я.Д., Кувшинова Е.А., Федотов А.Ю., Тетерина А.Ю., Егоров А.А., Зобков Ю.В., Баринов С.М.
Создание персонализированных конструкций для тканевой инженерии костной ткани является одним из перспективных направлений развития биомедицинских технологий. Цель работы – изучение физико-химических характеристик, цито- и биосовместимости 3D-конструкций на основе альгината натрия и трех видов фосфатов кальция (трикальцийфосфата, карбонатгидроксиапатита и октакальцийфосфата), полученных методом трехмерной струйной печати. Методика получения трехмерных конструкций включала 3D-печать геля, содержащего фосфаты кальция в присутствии сшивающего агента (СaСl2), замораживание, сублимационную сушку, стерилизацию γ-облучением (15 КГр). Исследована структура 3D-конструкций, пористость и прочностные характеристики. На модели линии остеосаркомы человека МG-63 in vitro в динамике культивирования изучена цитосовместимость и цитотоксичность (МТТ-тест) 3D-конструкций. На модели подкожной имплантации мышам исследована биосовместимость 3D-конструкций в динамике до 12 нед.
Методом сканирующей электронной микроскопии установлено, что все 3 типа конструкций имеют пластинчатую структуру альгинатной составляющей со сферическими вкраплениями гранул фосфатов кальция; общая пористость образцов – 54,5–63,9%. Фосфаты кальция в составе конструкций сохраняли свой фазовый состав. Прочность 3D-конструкций при сжатии зависела от неорганической составляющей и составила 1,8–3,7 МПа с предельной деформацией 12,3–12,6%. Все типы 3D-конструкций оказались цитосовместимыми in vitro с удовлетворительными матриксными свойствами и поддерживали пролиферацию клеток на протяжении двух недель. При in vivo исследованиях все 3 типа конструкций продемонстрировали биосовместимость по гистологическим признакам с медленной биорезорбцией органической и неорганической составляющих.
Совокупность полученных данных свидетельствует о перспективности дальнейшего совершенствования технологии 3D-принтинга и исследований описанных 3D-конструкций как остеопластических материалов.