Российская академия наук Программа фундаментальных исследований Президиума ран фундаментальные науки – медицине
| Вид материала | Программа |
- Российская академия наук Программа фундаментальных исследований Президиума ран фундаментальные, 9808.28kb.
- Распоряжение Президиума ран от 23 сентября 2008 г. №10104-653 "Об утверждении Порядка, 422.29kb.
- Тезисы докладов, 4952.24kb.
- Тезисы докладов, 3726.96kb.
- Программа фундаментальных исследований Президиума ран фундаментальные науки медицине, 320.86kb.
- Программа фундаментальных исследований Президиума ран, 3259.61kb.
- Программа фундаментальных исследований президиума ран «Биоразнообразие» 2005-2008,, 173.94kb.
- Программа отчетной конференции по программе фундаментальных исследований Президиума, 123.52kb.
- Всероссийский симпозиум «Экология мегаполисов: фундаментальные основы и инновационные, 8.63kb.
- Научный журнал "Вопросы филологии" Оргкомитет: Сопредседатели, 47.73kb.
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗОРБЦИИ МАТРИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
НА ОСНОВЕ ХИТИНА И ЕГО ПРОИЗВОДНЫХ В КАЧЕСТВЕ СУБСТРАТА ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ КЛЕТОК, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ С ЦЕЛЬЮ ЗАЖИВЛЕНИЯ РАН
Е.Ф. Панарин1), Г.П.Пинаев2), М.И.Блинова2), Н.М.Юдинцева2), А.С.Власов2), Т.В.Серговская2), В.Ф.Синицина2), Л.А.Нудьга1), В.А.Петрова1), Г.М.Михайлов1), М.Ф.Лебедева1), А.М.Бочек 1)
1)Институт высокомолекулярных соединений РАН, Санкт-Петербург
2)Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург
Интенсивное развитие клеточных технологий, применяемых в новой области медицины – регенеративной медицине, требует разработки новых материалов, которые могут служить субстратами для культивируемых клеток. Обязательным условием для таких материалов является их резорбция при имплантации в организм соответствующих клеточных продуктов.
Целью настоящей работы является изучение резорбции матричных материалов на основе хитина и его производных в процессе заживления ран в результате трансплантации в модельную рану лабораторных животных фибробластов кожи человека, культивируемых на указанных матрицах. Состав матриц и способы их приготовления были разработаны на основании предыдущих исследований полученных матриц в процессе выращивания на них клеток кожи человека – фибробластов и кератиноцитов. Были испытаны 3 пленочные, 2 губчатые матрицы и 1 образец тканой матрицы. О состоянии матричных материалов, на которых культивировались клетки, и процессе заживления судили по гистологическому анализу биоптатов регенерирующей ткани, забираемых через 10 и 15 дней после трансплантации. Контрольными служили раны, в которые трансплантировали матричные материалы без клеток («трансплантат без клеток»). Общий контроль ко всем вариантам был представлен «острой раной» без трансплантатов, где процессы восстановления и новообразования дермы проходили естественным путем. Дополнительно проверяли резорбцию указанных матриц в условиях in vitro в процессе культивирования на них клеток в течение 35 дней. В результате испытаний установлено следующее.
- В процессе культивирования клеток на всех опытных образцах в условиях in vitro в течение 35 сут не отмечено никакой резорбции матричных материалов.
- В опытных вариантах с пленками и в контроле «трансплантат без клеток» на сроках 10 и 15 сут следов пленочных матриц в ране не сохранилось и не обнаружено в биоптате, то есть они полностью резорбировали в организме. В одном из опытных вариантов трансплантата «клетки на губке» через 10 сут в биоптате сохранилась часть матричного материала.
- В опытном варианте трансплантата «клетки на тканой матрице» и в соответствующем контроле «трансплантат без клеток» в биоптате через 10 сут сохранялась часть матрицы, на сроке 15 сут от матрицы оставались отдельные волокна, что говорит о ее неполной резорбции в течение этого срока.
- Процессы ангио- и миогенеза в опытных вариантах протекают уже на ранних сроках (10 сут) и усиливаются к 15-м суткам. Во всех опытных вариантах по сравнению с общим контролем (острая рана) отмечается слабое развитие воспалительных реакций. Это свидетельствует об отсутствии токсичности матричных материалов и о нормально идущих процессах восстановления дермы;
Таким образом, испытанные матрицы с культивированными на них дермальными фибробластами в течение 15 сут полностью или частично резорбируют в организме лабораторных животных. Использование в клинической практике разработанных материалов в качестве резорбируемых субстратов представляется перспективным, а разные формы их могут применяться в зависимости от назначения и необходимого срока резорбции.
Разработка биосинтетических нанокомпозитных материалов на основе фторсодержащего латекса
и природных полимеров
Б.К. Гаврилюк1), Г.А. Давыдова1), А.В.Кнотько2), И.В. Савинцева1),
И.И. Селезнева1)
1Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН,
г. Пущино
2Московский государственный университет, Москва
Одной из основных задач, решаемых при разработке биоинженерных систем, применяемых в различных областях медицины, является обеспечение требуемого уровня физико-химических характеристик материалов, их биосовместимости и биологической активности. Мы разработали новый подход к формированию структуры и обеспечению биологической активности композитных материалов, объединяющих преимущества синтетических и природных полимеров. Данный подход, заключающийся в использовании водных дисперсий синтетического фторсодержащего латекса, позволяет вводить в объем композитного материала природные макромолекулы и низкомолекулярные биорегуляторы без потери их биологической активности. Целью данной работы было изучение механизмов взаимодействия фторполимерного латекса с полисахаридами, выявление связи условий формирования композитных материалов с их структурой, физико-химическими характеристиками и биологической активностью.
Проведенное исследование показало, что анионные (альгинат натрия) и неионогенные (метилцеллюлоза) полисахариды оказывают сходное влияние на фазовое состояние латексно-полисахаридной дисперсии. При этом фазовый состав смеси и температурный режим сушки определяют процессы самоорганизации коллоидных систем и формирование структуры композитных материалов. Выявлены диапазоны концентраций латекса и полисахаридов и установлены температурные режимы, при которых происходит формирование цельных, однородных по толщине и структуре пленок. Анализ пиков поглощения в ИК-спектрах композитных материалов позволил установить основные типы межмолекулярных взаимодействий в исследуемых системах. Рентгеноструктурный анализ показал различный характер изменений надмолекулярной структуры материалов при введении способной к кристаллизации метилцеллюлозы и аморфного альгината натрия.
Показано, что изменение таких параметров как соотношение полиса-харид/латекс и природа полисахарида позволяет управлять архитектурой и физико-химическими характеристиками композитных материалов. Вве-дение гидрофильного полисахаридного компонента позволяет модифици-ровать пористость, парогазопроницаемость и сорбционную способность латексной матрицы, а также модифицировать гидрофильно-гидрофобные свойства поверхности композитных материалов. Определено соотноше-ние компонентов, при которых формируются биосинтетические пленоч-ные материалы, которые по своим физико-химическим характеристикам соответствуют требованиям, предъявляемым к современным раневым покрытиям. Проведенное исследование позволило установить изменение характеристик поверхности латекс-полисахаридных материалов с умеренно гидрофобных на сильно гидрофобные, которое вызвано выходом в раствор несвязанных с латексной матрицей полисахаридов. Показано, что композитные пленки поддерживают в течение 2 сут адгезию и распластывание субстратзависимых клеток млекопитающих, а на 3-4-е сутки полностью теряют свои адгезтионные свойства и могут быть безболезненно удалены с поверхности раны. Разработанные биосинтетические композитные материалы могут быть рекомендованы к использованию в качестве раневых покрытий, предназначенных для лечения обширных и глубоких повреждений кожи, при которых необходимо использование культур клеток.
Работа выполнена при финансовой поддержке программы РАН «Фундаментальные науки – медицине» и контракта с Федеральным агентством по науке и инновациям № 02.513.11.3090.