Preview

Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний

Расширенный поиск

АНАЛИЗ ПЕРФУЗИОННЫХ СВОЙСТВ СКАФФОЛДА

https://doi.org/10.17802/2306-1278-2017-6-3-64-70

Полный текст:

Аннотация

Реферат. Основная стратегия тканевой инженерии предполагает использование заселяемых клетками скаффолдов с последующим ведением в условиях биореактора. Однако для эффективного использования биореактора необходима адаптация скаффолда уже на этапе его конструирования – в нашем понимании это оценка перфузионных свойств скаффолда.

Цель. Оценить перфузионные свойства полотна скаффолда, полученного из композитного материала поликапролактона 11% w/v с желатинизацией 0,5%, 2% и 4% w/v при различных параметрах электроспин- нинга и гидростатическом давлении жидкости 5, 10 и 15 mm Hg.

Материалы и методы. Для получения композитного материала использовали поликапролактон 11% w/v и желатин, растворители 1,1,1,3,3,3-гексафторизопропанол, 2,2,2-трифтороэтанол, хлороформ. Было подготовлено три варианта композита поликапролактона 11% w/v с желатинизацией 0,5%, 2% и 4% w/v. Полотно изготавливалось с использованием установки NF 103 (MECC). Микроскопический анализ был проведен с использованием лазерного конфокального микроскопа «Zeiss LSM 710». Изучение перфузионных свойств полотна электроспиннинга выполняли на оригинальной экспериментальной установке.

Результаты. Показана принципиальная возможность поперечной и продольной перфузии через полотно при гидростатическом давлении 5, 10 и 15 mm Hg. Найдено, что время продольной и поперечной перфузии 1 мл физиологического раствора зависит от степени желатинизации полотна и параметров электроспиннинга (полотно, изготовленное при скорости вращения коллектора в 450 об/мин, демонстрировало значение времени поперечной перфузии практически на один порядок меньше, нежели полотно, изготовленное при скоростях от 90 до 360 об/мин), при одинаковой толщине образцов и одинаковом перфузионном давлении.

Заключение. Полученные в ходе данного исследования результаты позволяют оптимизировать процесс изготовления скаффолда, полученного методом электроспиннинга, для эффективной перфузии и адекватного силового воздействия на адгезированную клеточную культуру в условиях биореактора. 

Об авторах

П. М. Ларионов
ФГБУ Новосибирский Научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Я.Л.Цивьяна МЗ РФ
Россия
630091, г. Новосибирск, ул. Фрунзе,17


Н. А. Маслов
ФГБУН СОРАН РФ Институт теоретической и прикладной механики им. Христиановича
Россия
Новосибирск


Е. О. Папаева
ФГБУН СОРАН РФ Институт теоретической и прикладной механики им. Христиановича
Россия
Новосибирск


А. С. Юношев
ФГБУН СОРАН РФ, Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева
Россия
Новосибирск


А. Г. Самохин
ФГБУ Новосибирский Научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Я.Л.Цивьяна МЗ РФ
Россия
Новосибирск


В. П. Терещенко
ФГБУ Новосибирский Научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Я.Л.Цивьяна МЗ РФ
Россия
Новосибирск


В. В. Павлов
ФГБУ Новосибирский Научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Я.Л.Цивьяна МЗ РФ
Россия
Новосибирск


А. Т. Титов
ФГБУН СОРАН РФ, Объединенный институт геологии и минералогии
Россия
Новосибирск


Список литературы

1. Антонова Л.В, Матвеева В.Г., Барбараш Л.С. Использование метода электроспиннинга в создании биодеградируемых сосудистых графтов малого диаметра: проблемы и решения (Обзор). Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2015; 3: 12-22. DOI: http://dx.doi.org/10.17802/2306-1278-2015-3-12-22 Antonova L. V., Matveeva V. G., Barbarash L. S. Electrospinning and biodegradable small-diameter vascular grafts: problems and solutions (Review). Complex Issues of Cardiovascular Diseases. 2015; 3: 12-22. DOI: http://dx.doi.org/10.17802/2306-1278-2015-3-12-22 [In Russ].

2. Nasonova M. V., Glushkova V. T., Borisov V. V., Velikanova E. A., Burago A. Yu., Kudryavtseva Yu. A. Biocompatibility and Structural Features of Biodegradable Polymer Scaffolds. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2015; 160 (1): 134–140. DOI: 10.1007/s10517-015-3114-3

3. Ingavle G.C., Leach J.K. Advancements in electrospinning of polymeric nanofibrous scaffolds for tissue engineering. Tissue Eng Part B Rev. 2014; 20 (4): 277-293. doi: 10.1089/ten.TEB.2013.0276

4. Holzwarth J.M., Ma P.X. Biomimetic nanofibrous scaffolds for bone tissue engineering. Biomaterials. 2011; 36 (32): P.9622-9629. doi: 10.1016/j.biomaterials.2011.09.009

5. Al-Himdani S., Jessop Z.M, Al-Sabah A., Combellack E., Ibrahim A., Doak S.H. et al. TissueEngineered Solutions in Plastic and Reconstructive Surgery: Principles and Practice Front Surg. 2017; 4: 4. Published online 2017 Feb 23. https://doi.org/10.3389/fsurg.2017.00004

6. Ami R. Amini, Cato T. Laurencin and Syam P. Nukavarapu Bone Tissue Engineering: Recent Advances and Challenges. Crit Rev Biomed Eng. 2012; 40(5): 363–408.

7. Chen Z., Bachhuka A., Han S., Wei F., Lu S., Visalakshan R.M. et al. A Tuning Chemistry and Topography of Nanoengineered Surfaces to Manipulate Immune Response for Bone Regeneration Applications. ACS Nano. 2017 May 23;11(5):4494-4506. doi: 10.1021/acsnano.6b07808.

8. Hu X., Wang Y., Tan Y., Wang J., Liu H., Wang Y. et al. A Difunctional Regeneration Scaffold for Knee Repair based on Aptamer-Directed Cell Recruitment. Adv Mater. 2017 Apr; 29(15). doi: 10.1002/adma.201605235. Epub 2017 Feb 10.

9. Садовой М.А., Ларионов П.М., Самохин А.Г., Рожнова О.М. Клеточные матрицы (скаффолды) для целей регенерации кости: современное состояние проблемы. Хирургия позвоночника. 2014; (2): 79–86 Sadovoy M.A., Larionov P.M., Samokhin A.G., Rozhnova O.M.Cellular matrices (scaffolds) for bone regeneration: state of the art. Hir. Pozvonoc. 2014; (2): 79-86. [In Russ].

10. Ларионов П.М., Садовой М.А., Самохин А.Г., Рожнова О.М., Гусев А.Ф., Принц В.Я. и др. Создание тканеинженерного эквивалента костной ткани и перспективы его использования в травматологии и ортопедии. Хирургия позвоночника. 2014;( 3): 77–85. doi: 10.14531/ss2014.3.77-85.

11. Larionov P.M., Sadovoy M.A., Samokhin A.G., Rozhnova, Gusev A.F., Prinz V.Y. et al. Creation of tissue-engineered living bone equivalent and prospects for its application in traumatology and orthopaedics. Hir. Pozvonoc. 2014; (3):77-85. doi: 10.14531/ss2014.3.77-85 [In Russ]

12. Egger D., Spitz S., Fischer M., Handschuh S., Glösmann M., Friemert B. et al. Application of a Parallelizable Perfusion Bioreactor for Physiologic 3D Cell Culture. Cells Tissues Organs. 2017; 203 (5): 316-326. doi: 10.1159/000457792. .

13. Prabhakaran M.P. Venugopal J., Ramakrishna S. Electrospun nanostructured scaffolds for bone tissue engineering. Acta Biomaterialia. 2009; 5 (8): 2884–2893. doi.org/10.1016/j.actbio.2009.05.007.


Для цитирования:


Ларионов П.М., Маслов Н.А., Папаева Е.О., Юношев А.С., Самохин А.Г., Терещенко В.П., Павлов В.В., Титов А.Т. АНАЛИЗ ПЕРФУЗИОННЫХ СВОЙСТВ СКАФФОЛДА. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2017;(3):64-70. https://doi.org/10.17802/2306-1278-2017-6-3-64-70

For citation:


Larionov P.M., Maslov N.A., Papaeva E.O., Yunoshev A.S., Samokhin A.G., Tereshchenko V.P., Pavlov V.V., Titov A.T. ANALYSIS OF THE PERFUSION PROPERTIES OF THE SCAFFOLD. Complex Issues of Cardiovascular Diseases. 2017;(3):64-70. (In Russ.) https://doi.org/10.17802/2306-1278-2017-6-3-64-70

Просмотров: 184


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2306-1278 (Print)
ISSN 2587-9537 (Online)