Влияние архитектоники и модифицированной поверхности клеточных носителей из пористо-проницаемого никелида титана на клеточную биосовместимость

Клеточные носители на основе пористых биоматериалов (scaffold) играют важную роль в инженерии различных тканей. Разработанные нами пористо-проницаемые клеточные носители из никелида титана объединяют преимущества металлических конструкций (твёрдость и износостойкость), при этом они обладают эластичностью, схожей с натуральными тканями организма человека. Были проведены исследования по изменению поверхностного слоя образцов из никелида титана и биотестированию модифицированных образцов с линией фибробластов 3Н3. Показано, что наиболее биосовместимыми образцами с культурой фибробластов являются среднепористые клеточные носители из никелида титана (средний размер пор 150 мкм), модифицированные обработкой раствором концентрированных кислот. Отмечено, что образцы из никелида титана, интактные и обработанные раствором концентрированных кислот, не вызывают степени гемолиза более 2 %, что согласуется со стандартами РФ для биосовместимых материалов, контактирующих с кровью. Непосредственное культивирование модифицированных разнопористых образцов с линией фибробластов в цитотоксическом тесте показало низкую цитотоксичность на тестируемые клетки. При этом цитотоксичность модифицированных образцов по отношению к тестируемой линии 3Н3 статистически значимо отличалась от интактных, что указывает на их высокую биосовместимость и пригодность для использования в тканевой инженерии. При исследованиях с помощью растрового микроскопа было показано, что клетки в достаточных количествах прикрепляются к микропористой поверхности модифицированных образцов, что позволяет им расти и пролиферировать в поровом пространстве клеточного носителя из никелида титана и строить полноценную ткань in vitro.

биоматериал, биосовместимость, клеточный носитель, пористый никелид титана, тканевая инженерия

1. Гюнтер В.Э., Ходоренко В.Н., Ясенчук Ю.Ф. Никелид титана. Медицинский материал нового поколения. - Томск: Изд-во «МИЦ», 2006. - 296 с

2. Гюнтер В.Э., Ходоренко В.Н., Чекалкин Т.Л., Олесова В.Н, Дамбаев Г.Ц., Сысолятин П.Г., Фомичев Н.Г. Медицинские материалы с памятью формы // Медицинские материалы и имплантаты с памятью формы. - Томск, 2011. - Т. 1. - 534 с

3. Dai W., Kawazoe N., Lin X., Dong J., Chen G. (2010). The influence of structural design of PLGA/collagen hybrid scaffolds in cartilage tissue engineering. Biomaterials, 31, 2141-2152.

4. Karageorgiou V., Kaplan D. (2005). Porosity of 3D biomaterial scaffolds and osteogenesis. Biomaterials, 26 (27), 5474-5491. DOI: 10.1016/j.biomaterials.2009.11.070

5. Lien S.M., Ko L.Y., Huang T.J. (2009). Effect of pore size on ECM secretion and cell growth in gelatin scaffold for articular cartilage tissue engineering. Acta Biomaterialia, 5, 670-679.

6. Murphy C.M., Matthew G.H., O’Brien F.J. (2010). The effect of mean pore size on cell attachment, proliferation and migration in collagen-glycosaminoglycan scaffolds for bone tissue engineering. Biomaterials, 31 (3), 461-466.

7. O’Brien F.J. (2011). Biomaterials and scaffolds for tissue engineering. Materials Today, 14 (3), 88-95.

8. Sobral J.M., Caridade S.G., Sousa R.A., Mano J.F., Reis R.L. (2011). Three-dimensional plotted scaffolds with controlled pore size gradients: Effect of scaffold geometry on mechanical performance and cell seeding efficiency. Acta Biomaterialia, (7), 1009-1018. DOI: 10.1016/j.actbio.2010.11.003

9. Zhang Q., Lu H., Kawazoe N., Chen G. (2014). Pore size effect of collagen scaffolds on cartilage regeneration. Acta Biomaterialia, (10), 2005-2013. DOI: 10.1016/j.actbio.2013.12.042

10. Zhao Y., Tan K., Zhou Y., Ye Z., Tan W.S. (2016). A combinatorial variation in surface chemistry and pore size of three-dimensional porous poly(е-caprolactone) scaffolds modulates the behaviors of mesenchymal stem cells., Mater Sci Eng C Mater Biol Appl, 59, 193-202. DOI: 10.1016/j.msec.2015.10.017