kpcczКомплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеванийComplex Issues of Cardiovascular Diseases2306-12782587-9537Federal State Budgetary Institution “Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases”10.17802/2306-1278-2013-4-28-34kpccz-50Research ArticleАКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОТЕЗИРОВАНИЯ СТРУКТУР СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫСТИМУЛЯЦИЯ АНГИОГЕНЕЗА МАТРИЦАМИ ИЗ ПОЛИКАПРОЛАКТОНА, СОДЕРЖАЩИМИ VEGFPOLYCAPROLACTONE SCAFFOLDS CONTAINING VEGF FOR ANGIOGENESIS STIMULATIONСевостьяноваВ. В.SevostyanovaV. V.

младший научный сотрудник лаборатории клеточных технологий ФГБУ «НИИ КПССЗ» СО РАМН, 650002,г. Кемерово, Сосновый бульвар, д. 6, Тел: 8 (3842) 64-46-50

junior research associate of cellular technologies laboratory of FSBI RI for CICVD, SB RAMS, 6, Sosnoviy blvd., Kemerovo, 650002, Tel.: +7 (3842) 64-46-50

sevostv@gmail.comВасюковГ. Ю.VasukovG. Yu.sevostv@gmail.comБорисовВ. В.BorisovV. V.sevostv@gmail.comБурагоА. Ю.BuragoA. Yu.sevostv@gmail.comФормокидоваЮ. Н.FormokidovaYu. N.sevostv@gmail.comГоловкинА. С.GolovkinA. S.sevostv@gmail.comФедеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук, КемеровоРоссияFederal State Budgetary Institution Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular diseases, Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences, KemerovoRussian Federation201330062015042834Copyright © Севостьянова В.В., Васюков Г.Ю., Борисов В.В., Бураго А.Ю., Формокидова Ю.Н., Головкин А.С., 20152015Севостьянова В.В., Васюков Г.Ю., Борисов В.В., Бураго А.Ю., Формокидова Ю.Н., Головкин А.С.Sevostyanova V.V., Vasukov G.Y., Borisov V.V., Burago A.Y., Formokidova Y.N., Golovkin A.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nii-kpssz.com/jour/article/view/50Цель

Цель. Оценить выраженность ангиогенеза в месте имплантации матриц из поликапролактона (PCL), содержащих молекулы VEGF, в эксперименте in vivo.

Материалы и методы

Материалы и методы. Матрицы изготавливали из PCL методом электроспиннинга. Инкорпорирование молекул VEGF в PCL матрицы осуществляли с помощью двухфазного электроспиннинга. Поверхностную структуру всех матриц изучали методом сканирующей электронной микроскопии. Определение динамики выхода ростового фактора из полимерных волокон проводили иммуноферментным анализом. Для оценки биологических свойств PCL и PCL+VEGF матриц их имплантировали внутрибрюшинно крысам популяции Wistar (n=60) сроком на 2, 3 и 4 месяца с последующим проведением гистологических и гистохимических исследований.

Результаты

Результаты. Исследование показало, что структура PCL матриц значительно меняется после введения в их состав VEGF. Кроме того, был продемонстрирован длительный контролируемый выход молекул ростового фактора из матриц, а также сохранение их биологической активности, о чем свидетельствовало увеличение количества капилляров на матрицах с VEGF по сравнению с контролем после имплантации мелким лабораторным животным.

Заключение

Заключение. В работе было показано, что матрицы из поликапролактона с VEGF обладают более выраженным проангиогенным эффектом, чем матрицы без ростового фактора. Это делает возможным их применение в тканевой инженерии in vivo.

Purpose

Purpose. To evaluate the local angiogenesis stimulation by polycaprolactone (PCL) scaffolds with VEGF in vivo.

Materials and methods

Materials and methods. PCL scaffolds were fabricated using electrospinning method. For the encapsulation of VEGF into PCL scaffold a two phase electrospinning was used. The scaffolds structure was examined by scanning electron microscopy. Growth factor release dynamic was assessed by ELISA. For evaluation of biological properties, the PCL and PCL+VEGF scaffolds were implanted in Wistar rat abdominal wall (n=60) for 2, 3 and 4 monthsT. he explanted samples were examined by histological and immunoishtochemical analyses.

Results

Results. The study showed that PCL fiber diameters in the scaffolds have changed after VEGF encapsulation. Moreover, long-term controlled release of growth factor was demonstrated. In addition, we have also shown the preservation of PCL+VEGF scaffolds biological activity; this was evidenced by increase of the number of capillaries on scaffolds with VEGF compared to control samples after implantation in rats.

Conclusion

Conclusion. This study showed that the PCL scaffold with VEGF has pro-angiogenic potential in comparison with pure scaffolds and can potentially be used for the tissue engineering in vivo.

поликапролактонсосудистый эндотелиальный фактор ростаэлектроспиннингтканевая инженерияpolycaprolactonevascular endothelial growth factorelectrospinningtissue engineeringReferencesAnderson J. M., Rodriguez A., Chang D. T. Foreign body reaction to biomaterials // Seminars in Immunology. 2008. Vol. 20(2). P. 86–100.Anderson J. M., Rodriguez A., Chang D. T. Foreign body reaction to biomaterials // Seminars in Immunology. 2008. Vol. 20(2). P. 86–100.Acute thrombogenicity and 4 weeks healing properties of a new stretch-ePTFE graft / H. Parsson [et al.] // European Journal of Vascular Surgery. 1993. Vol. 7(1). P. 63–70.Acute thrombogenicity and 4 weeks healing properties of a new stretch-ePTFE graft / H. Parsson [et al.] // European Journal of Vascular Surgery. 1993. Vol. 7(1). P. 63–70.Lee K., Silva E. A., Mooney D. J. Growth factor deliverybased tissue engineering: general approaches and a review of recent developments // J. R. Soc. Interface. 2011. Vol. 8. P. 153–170.Lee K., Silva E. A., Mooney D. J. Growth factor deliverybased tissue engineering: general approaches and a review of recent developments // J. R. Soc. Interface. 2011. Vol. 8. P. 153–170.Vascular endothelial cell growth factor (VEGF), an emerging target for cancer chemotherapy / S. Shinkaruk [et al.] // Curr. Med. Chem. Anticancer Agents. 2003. Vol. 3. P. 95–117.Vascular endothelial cell growth factor (VEGF), an emerging target for cancer chemotherapy / S. Shinkaruk [et al.] // Curr. Med. Chem. Anticancer Agents. 2003. Vol. 3. P. 95–117.Han K., Choi M., Chung Y. Site-specific degradation and transport of recombinant human epidermal growth factor (rhEGF) in the rat gastrointestinal mucosa // Int. J. Pharm. 1998. Vol. 168. P. 189–197.Han K., Choi M., Chung Y. Site-specific degradation and transport of recombinant human epidermal growth factor (rhEGF) in the rat gastrointestinal mucosa // Int. J. Pharm. 1998. Vol. 168. P. 189–197.Bastian S. E., Walton P. E., Belford D. A. Transport of circulating IGF-I and LR3IGF-I from blood to extracellular wound fluid sites in rats // J. Endocrinol. 2000. Vol. 164. P. 77–86.Bastian S. E., Walton P. E., Belford D. A. Transport of circulating IGF-I and LR3IGF-I from blood to extracellular wound fluid sites in rats // J. Endocrinol. 2000. Vol. 164. P. 77–86.Enhancement of bone ingrowth by transforming growth factor-β / D. R. Sumner [et al.] // J. Bone Joint Surg. 1995. Vol. 77A. P. 1135–1147.Enhancement of bone ingrowth by transforming growth factor-β / D. R. Sumner [et al.] // J. Bone Joint Surg. 1995. Vol. 77A. P. 1135–1147.Rao S. V., Anderson K. W., Bachas L. G. Oriented immobilization of proteins // Microchimica Acta. 1998. Vol. 128(3). P. 127–143.Rao S. V., Anderson K. W., Bachas L. G. Oriented immobilization of proteins // Microchimica Acta. 1998. Vol. 128(3). P. 127–143.Ikada Y. Surface modification of polymers for medical applications // Biomaterials. 1994. Vol. 15(10). P. 725–736.Ikada Y. Surface modification of polymers for medical applications // Biomaterials. 1994. Vol. 15(10). P. 725–736.Sharon J. L., Puleo D. A., Immobilization of glycoproteins, such as VEGF, on biodegradable substrates // Acta Biomaterialia. 2008. Vol. 4(4). P. 1016–1023.Sharon J. L., Puleo D. A., Immobilization of glycoproteins, such as VEGF, on biodegradable substrates // Acta Biomaterialia. 2008. Vol. 4(4). P. 1016–1023.Greisler H. P. Growth factor release from vascular grafts // Journal of Controlled Release. 1996. Vol. 39(2–3). P. 267–280.Greisler H. P. Growth factor release from vascular grafts // Journal of Controlled Release. 1996. Vol. 39(2–3). P. 267–280.In vitro release of dexamethasone or bFGF from chitosan/ hydroxyapatite scaffolds / R. S. Tigli [et al.] // Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition. 2009. Vol. 20(13). P. 1899–1914.In vitro release of dexamethasone or bFGF from chitosan/ hydroxyapatite scaffolds / R. S. Tigli [et al.] // Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition. 2009. Vol. 20(13). P. 1899–1914.Sahoo R., Sahoo S., Nayak P. Synthesis and characterization of polycaprolactone – gelatin nanocomposites for control release anticancer drug paclitaxel // European Journal of Scientific Research. 2011. Vol. 48(3). P. 527–537.Sahoo R., Sahoo S., Nayak P. Synthesis and characterization of polycaprolactone – gelatin nanocomposites for control release anticancer drug paclitaxel // European Journal of Scientific Research. 2011. Vol. 48(3). P. 527–537.Electrospun biphasic drug release polyvinylpyrrolidone/ ethyl cellulose core/sheath nanofibers / D. G. Yu [et al.] // Acta Biomaterialia. 2013. Vol. 9. P. 5665–5672.Electrospun biphasic drug release polyvinylpyrrolidone/ ethyl cellulose core/sheath nanofibers / D. G. Yu [et al.] // Acta Biomaterialia. 2013. Vol. 9. P. 5665–5672.Carmeliet P. VEGF as a key mediator of angiogenesis in cancer // Oncology. 2005. Vol. 69. P. 4–10.Carmeliet P. VEGF as a key mediator of angiogenesis in cancer // Oncology. 2005. Vol. 69. P. 4–10.Свойства тканеинженерных матриц из поликапролактона, импрегнированных ростовыми факторами VEGF и bFGF / В. В. Севостьянова [и др.] // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2012. Т. 7, № 4. С. 62–67.Свойства тканеинженерных матриц из поликапролактона, импрегнированных ростовыми факторами VEGF и bFGF / В. В. Севостьянова [и др.] // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2012. Т. 7, № 4. С. 62–67.An introduction to electrospinning and nanofibers / S. Ramakrishna [et al.]. Singapore: World Scientific, 2005. 382 p.An introduction to electrospinning and nanofibers / S. Ramakrishna [et al.]. Singapore: World Scientific, 2005. 382 p.Therapeutic angiogenesis in chronically ischemic porcine myocardium: comparative effects of bFGF and VEGF / G. C. Hughes [et al.] // Ann. Thorac. Surg. 2004. Vol. 77. P. 812–818.Therapeutic angiogenesis in chronically ischemic porcine myocardium: comparative effects of bFGF and VEGF / G. C. Hughes [et al.] // Ann. Thorac. Surg. 2004. Vol. 77. P. 812–818.Attanasio S., Snell J. Therapeutic angiogenesis in the management of critical limb ischemia: current concepts and review // Cardiol. Rev. 2009. Vol. 17. P. 115–120.Attanasio S., Snell J. Therapeutic angiogenesis in the management of critical limb ischemia: current concepts and review // Cardiol. Rev. 2009. Vol. 17. P. 115–120.Polymer carriers for drug delivery in tissue engineering / M. Sokolsky-Papkov [et al.] // Advanced Drug Delivery Reviews. 2007. Vol. 59. P. 187–206.Polymer carriers for drug delivery in tissue engineering / M. Sokolsky-Papkov [et al.] // Advanced Drug Delivery Reviews. 2007. Vol. 59. P. 187–206.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.