Разработка галлуазит-модифицированных биополимерных матриксов как основы для создания искусственных тканей

ПРОЕКТ РФФИ  -  14-04-32330 мол_а

РУКОВОДИТЕЛЬ: Науменко Екатерина Анатольевна

Фундаментальная научная проблема, на решение которой направлен проект: создание фрагментов тканей и органов для пластической и восстановительной хирургии на основе биополимерных композитных матриксов.

Полученные в 2014 году важнейшие результаты

Схема основных экспериментальных работ, проведённых на первом этапе работы над проектом (2014 г.)

В ходе выполнения работ в рамках первого этапа проекта в 2014 г. нами были подобраны биополимеры для формирования пористых матриксов и оптимальная концентрация нанотрубок галлуазита (HNTs); подобран метод формирования матриксов и проведена оценка возможности адгезии и пролиферации клеток человека.

Все образцы показали пористую микроструктуру с практически не регулярной структурой и размером пор. Хотя образец без содержания HNTs имел структуру, сходную с пчелиными сотами, с несколько более выраженным структурированием. HNTs в использованной концентрации имел незначительное влияние на размер пор матриксов, но несколько изменял закономерность взаимного расположения пор.

Динамический механический анализ показал, что добавление в структуру матрикса HNTs повышает его механическую прочность и термостабильность.

Результаты эксперимента по водопоглощению показали, что добавление HNTs может значительно усиливать гидрофильность и смачиваемость композитных матриксов. Таким образом, включение HNTs в конструкцию подложек увеличивает поглощение ими воды, и, следовательно, потенциально улучшает их биосовместимость

В работе были получены данные, что разработанные нами матриксы поддерживали метаболическую активность и пролиферацию клеток. Клетки адгезировались и пролиферировали в основном на стенках пор и сохраняли характерную морфологию клеток с тенденцией к образованию многоклеточных кластеров.

Формирование формазана под воздействием внутриклеточных ферментов жизнеспособных клеток позволяет сделать вывод, что клетки жизнеспособны и равномерно распределяются в материале матрикса.

Кроме того для дальнейших экспериментов по возможности роста и дифференцировки стволовых клеток на разработанных матриксах нами были выделены мезенхимальные стволовые клетки и протестированы на предмет экспрессии двух маркеров МСК CD105 и CD90 методом иммуноцитохимии с последующей визуализацией с применением конфокальной микроскопии.

Таким образом, в результате работы над проектом в 2014 г. получены опытные образцы биополимерных композитных пористых матриксов, охарактеризованы их физико-химические свойства и получены данные об их биосовместимости in vitro.