Физико-химические и биологические свойства матрикса на основе бактериального полимера для биоискусственных органов и тканей

• Автор: Егорова, Валентина Александровна
• Шифр специальности: 03.00.02, 14.00.41
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. Разновидности матриксов для тканевой инженерии

1.1. Имплантируемые матриксы.

1.1.1. Иммуноизолирующие системы.

1.1.2. Открытые системы

1.2. Экстракорпоральные системы

2. Биодеградируемые полимерные материалы для биоискусственных органов и тканей.

2.1. Синтетические биодеградируемые материалы

2.2. Материалы природного происхождения

2.3. Полиоксибутират и его сополимеры
2.3.1. Физикохимические свойства
2.3.2. Биодеградация.
2.3.3. Биосовместимые свойства.
2.3.4. Изделия на основе нолиоксибутирата и их применение в медицине
3. Модифицирование полимерных материалов для тканевой
инженерии
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
1. Материалы
2. Методы оценки физикохимических и физикомеханических свойств образцов матриксов.
2.1. Метод сканирующей электронной микроскопии.
2.2. Метод атомносиловой микроскопии
2.3. Метод ФурьеИК спектроскопии многократно нарушенного полного внутреннего отражения.,.
2.4. Метод контактного угла смачивания для определения гидрофильности поверхности матриксов.
2.5. Метод исследования физикомеханических свойств матриксов
2.6. Спектрофотометрический метод регистрации высвобождения высокомолекулярного гидрофильного пластификатора
3. Методы оценки медикобиологических свойств матриксов.
3.1. Санитарнохимические испытания
3.2. Медикобиологические исследования.
3.2.1. Испытания в условиях i vi.
3.2.2. Испытания в условиях i viv
3.2.3. Испытания на стерильность.
3.3 Исследование гемосовместимых свойств.
3.3.1. Количество и морфология адгезированных тромбоцитов
3.3.2. Спектрофотометрический метод определения степени активации системы комплемента.
4. Методы исследования биологической функциональности матриксов i vi i viv.
4.1. Культивирование стволовых клеток костного мозга крыс на образце матрикса
4.2. Оценка роста и распластывания фибробластов мыши линии 9 на поверхности .матрикса с использованием метода конфокальной микроскопии.
4.3. Экспериментальные модели i viv механических повреждений скелетной мышцы крыс и глубоких ожоговых ран
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
1. Состав и методика изготовления пленочного биодеградируемого
матрикса.
1.1. Приготовление эластичных пленок
1.2. Выбор оптимального состава.
2. Морфология и физикохимические свойства ЭластоПОБ.
3. Медикобиологические свойства ЭластоПОБ
3.1. Санитарнохимические испытания.
3.2. Медикобиологические исследования
3.3. Исследования на гемосовместимость.
4. Биологическая функциональность ЭластоПОБ i vi и i viv
4.1. Культивирование стволовых клеток костного мозга крыс и фибробластов мыши линии 9 на образце ЭластоПОБ i vi.
4.2 Функциональные свойства ЭластоПОБ i viv
4.2.1. Восстановительная терапия механических повреждений скелетной мышцы крыс.
4.2.2. Восстановительная терапия глубоких ожоговых ран.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
Практические рекомендации
Список литературы


Ряд протоколов предписывает введение суспензии клеток в кровяное русло или в очаг поражения , , , . Данные методики имеют ряд ограничений и недостатков, наиболее существенными из которых являются сложность контроля локализации клеток в месте повреждения и их низкая жизнеспособность . Трансплантация клеток на имплантатахносителях может существенно повысить эффективность данного способа восстановления функций жизненно важных органов и тканей . Наибольший интерес для разработки биоискусственных систем представляют полимеры природного происхождения и их производные альгинаты, коллаген, желатин, хитозан, гиалуроновая кислота, полиэфиры бактериального происхождения. Многие биополимеры, обладая высокой биосовместимостью, являются также высокоэффективными биостимуляторами. При имплантации они расщепляются на более простые соединения, которые выводятся из организма, либо принимают активное участие в метаболизме на клеточном уровне. Область применения бактериальных полимерных материалов для медикобиологических целей включает изготовление шовных и перевязочных материалов, биосовместимых покрытий для имплантатов, контролируемых систем доставки лекарственных веществ и др. Известны единичные попытки использования бактериальных полимеров в качестве носителей для культивирования и трансплантации клеток органов и тканей 5, , 5. Однако полиоксибутират и его сополимеры относятся к гидрофобным полимерам, что отрицательно влияет на прикрепление и пролиферацию клеток. Кроме того, общеизвестными недостатками образцов гомополимера и сополимеров являются хрупкость и недостаточная эластичность, существенно ограничивающие их применение. Нами было высказано предположение, что введение в состав бактериального полимера высокомолекулярного гидрофильного агента улучшит механические свойства и повысит гидрофильность материала без ухудшения биосовместимых свойств биополимера. Целью работы является разработка и исследование физикохимических и биологических свойств биодеградируемого матрикса на основе бактериального полимера для трансплантации клеток. Доказательство возможности применения матрикса для восстановительной клеточной терапии в экспериментальных моделях на животных. Разработан биополимерный пленочный матрикс, состоящий из бактериального сополимера и высокомолекулярного гидрофильного пластификатора. Матрикс получил название ЭластоПОБ. Установлено наличие водородных связей между молекулами сополимера и пластификатора, что приводит к увеличению эластичности матрикса. В экспериментах ш vi и i viv доказана высокая биосовместимость лабораторных образцов ЭластоПОБ. В экспериментальных моделях на животных продемонстрирована эффективность применения матрикса для восстановительной клеточной терапии. Приоритетной областью применения пленочного биодеградируемого матрикса на основе полимера бактериального происхождения является использование его для культивирования стволовых и предиференцированных клеток с последующей трансплантацией. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на межинститутских семинарах Центра по исследованию биоматериалов НИИ трансплантологии и искусственных органов , , гг. Российском научнотехническом семинаре по биоматериалам IX научнотехнической конференции Вакуумная наука и техника сентября , Судак, Украина 1м Всероссийском научном форуме Инновационные технологии медицины XXI века, апреля г. Москва ХПм Российском национальном конгрессе Человек и лекарство, апреля , Москва. Результаты проведенных исследований отражены в 7 печатных работах, опубликованных в России и за рубежом. Диссертация состоит из введения, 3 глав основного содержания, включая обзор литературы, методическую главу, результаты и их обсуждение, а также заключение и выводы. Диссертация изложена на 0 страницах машинописного текста, содержит рисунков, таблиц, список литературы из 1 наименования, из них российских и 1 иностранное. Работа была выполнена в ФГУ Научноисследовательском институте трансплантологии и искусственных органов Росздрава директор академик РАН и РАМН В. И. Шумаков в Центре по исследованию биоматсриалов руководитель Центра д. В.И. Севастьянов.