ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Трехмерные матриксы пористой структуры являются основой для поддержания in vitro естественного микроокружения для клеточных популяций. На основе таких матриксов проектируются биоискусственные органы заданных форм и физических характеристик. Возможность модифицировать поверхность материала биологически активными молекулами, такими как компоненты экстрацеллюлярного матрикса, факторы роста и дифференцировки, открывает неограниченные возможности контроля над развитием культуры, позволяет поддерживать желаемый уровень экспрессии определенных генов и функциональную активность клеточной популяции. Основу в разрабатываемых композитных матриксах составляет фиброин. Известно, что фиброин очень прочный и при этом эластичный, поэтому изделиям из него можно задавать любую твердую фиксированную форму и использовать для производства прочных и одновременно гибких структур. В качестве второго компонента в создаваемых композитных матриксах планируется использовать желатин, представляющий собой биодеградируемый полимерный продукт частичного гидролиза коллагена, сохраняющий биологические свойства, сходные со свойствами нативного коллагена, но при этом более доступный и имеющий более низкую стоимость. Варьирование концентраций желатина, а также планируемая модификация каркасных материалов композитных матриксов позволит регулировать физико-химические свойства биорезорбируемых композитных матриксов, такие как механическая прочность, адгезивные свойства, биодеградация.
Сравнительный анализ полученных результатов с данными статей (Khan MN, Islam JM, Khan MA. Fabrication and characterization of gelatin-based biocompatible porous composite scaffold for bone tissue engineering, J Biomed Mater Res A. 2012), опубликованных в рецензируемых журналах, посвященных области исследования, показал, что разработанные экспериментальные образцы биорезорбируемых композитных матриксов на основе регенерированного шѐлка не уступают аналогам по показателям адгезии, пролиферации и поддержания жизнеспособности эукариотических клеток на протяжении не менее, чем 2 недель, а также являются биосовместимыми и биорезорбируемыми, что было подтверждено в экспериментах in vivo. Все данные актуальны и обладают научной новизной, о чем свидетельствуют результаты интеллектуальной деятельности, полученные в ходе выполнения научно-исследовательской работы. В частности, полученные результаты были использованы при подготовке статьи «Tissue regeneration in vivo within recombinant spidroin 1 scaffolds» (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22364702) в журнале «Biomaterials» (импакт - фактор журнала 7,4), который является ведущим рецензируемым научным журналом в области исследований биосовместимых и биоразлагаемых материалов. Публикация, основанная на результатах выполненного проекта, свидетельствует об эффективности и соответствии современному уровню научно-технического развития исследований в данной области. Также была подана заявка на выдачу патента Российской Федерации на изобретение «СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОРЕЗОБИРУЕМЫХ КОМПОЗИТНЫХ МАТРИКСОВ ИЗ РЕГЕНЕРИРОВАННОГО ШЕЛКА». При анализе выполнения требований технического задания на НИР было показано, что все запланированные работы календарного плана выполнены полностью в соответствии с требования к выполняемым работам, установленным в техническом задании. Состав, комплектность и оформление отчетной документации соответствуют требования к разрабатываемой документации, также установленным в Техническом задании.
ФЦП: Федеральная целевая программа, «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы» |
# | Сроки | Название |
1 | 1 марта 2011 г.-31 мая 2011 г. | Выбор основного направления исследований, анализ, информационный поиск для изучения проблемы создания биосовместимых и биоразлагаемых композиционных материалов с регулируемыми физико-химическими свойствами |
Результаты этапа: В результате выполнения отдельных этапов проекта были изготовлены биодеградируемые композитные матриксы на основе фиброина и желатина с заданной пористостью и повышенной адгезией/пролиферацией эукариотических клеток, технология получения матриксов оптимизирована с целью повышения ее биосовместимых свойств. Полученные образцы имели предел прочности в среднем 9,0±0,8 Н/см2. При этом матриксы обладали значительной способностью к растяжению 265±20 %. Полученные данные, предполагают, что исследуемые трехмерные пористые матрицы могут быть хорошими кандидатами для имитации физико-механических свойств эластичных тканей. Для повышения устойчивости к действию окисляющей среды была проведена ковалентная перешивка полимеров матрицы глутаральдегидом. Деградация обработанного матрикса в реактиве Фентона после перешивки была значительно менее интенсивной в сравнении с деградацией необработанного матрикса – реактив Фентона разрушает модифицированный матрикс через 4 недели на 27 %, и только к 14-й неделе масса уменьшается на 42 %. Для изучения биосовместимости разработанных матриксов были проведены исследования in vitro и in vivo. Для оценки роста и адгезии эукариотических клеток в искусственных матриксах определяли количество клеток после инокуляции и в процессе культивирования. Наблюдалось увеличение количества фибробластов на 3-ий и 14-ый день культивирования, свидетельствующее об активной пролиферации. Таким образом, результаты, полученные на данном этапе, свидетельствуют о том, что разрабатываемые композитные матриксы на основе фиброина могут быть использованы для долговременного культивирования эукариотических клеток с эффективностью сравнимой с родственными биополимерами, нашедшими по данным литературы применение в тканевой инженерии. При проведении экспериментов in vivo изучалось местное действие матриксов после имплантации в ткани животных. Было показано, что композитные биорезорбируемые матриксы на основе регенерированного шелка и желатина не вызывают отторжения при имплантации. Происходила биорезорбция матриксов и их замещение новообразованной собственной тканью животного, что сопровождается активными процессами неоваскуляризации и нейрогенеза. | ||
2 | 1 июня 2010 г.-1 декабря 2011 г. | Создание биорезорбируемых композитных матриксов на основе регенерированного шёлка шёлка |
Результаты этапа: | ||
3 | 1 января 2012 г.-31 мая 2012 г. | Изучение биосовместимости композитных матриксов на основе регенерированного шёлка в экспериментах in vitro |
Результаты этапа: | ||
4 | 1 июня 2012 г.-10 ноября 2012 г. | Изучение биосовместимости композитных матриксов на основе регенерированного шёлка в экспериментах in vivo. Обобщение и оценка результатов исследований |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".