Учёные СКФУ разработали недорогую технологию получения универсальных биосовместимых матриц с уникальным уровнем влагоёмкости, которые позволяют размножаться клеткам костной и мягких тканей. По мнению авторов, разработка может применяться в клеточных технологиях, тканевой инженерии и хирургии. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда. Результаты исследования опубликованы в журнале International Journal of Biological Macromolecules.
Сегодня одна из наиболее актуальных проблем медицины — восстановление органов и тканей, повреждённых в результате травм или патологий, отмечают учёные Северо-Кавказского федерального университета (СКФУ). По их словам, исследователи во всём мире создают новые материалы и технологии конструирования биосовместимых матриц для лечения пациентов. Используемые для этих задач материалы должны обладать безопасностью и высоким уровнем биосовместимости, что обусловлено постоянным контактом с живыми клетками.
Для своих исследований учёные СКФУ выбрали бактериальную целлюлозу, которая по своим уникальным физико-химическим свойствам относится к частично биодеградируемым веществам и сохраняет основную структуру, обладая при этом высоким уровнем биосовместимости.
«Мы разработали простую и эффективную технологию получения матриц на основе бактериальной целлюлозы модифицированной желатином. Она включает в себя все этапы, начиная с выращивания продуцента, очистки целлюлозы, её модификации и заканчивая конструированием матриц», – рассказал ведущий научный сотрудник медико-биологического факультета СКФУ Игорь Ржепаковский.
По его словам, помимо биосовместимости, подобные матрицы должны обладать высоким уровнем влагоёмкости и пористости с преобладанием открытых пор. Научной группе удалось решить эту задачу.
«Полученные биосовместимые матрицы приобрели уникальные свойства: высокий уровень влагоёмкости (больше 5000%) и размер пор, который позволяет размножаться и дифференцироваться клеткам как мягких тканей, так и костной ткани. Важно отметить, что продукты гидролиза желатина стимулируют развитие кровеносных сосудов в регенератах тканей, что также приводит к ускоренному их восстановлению», – пояснил Ржепаковский.
Разработанные матрицы в перспективе могут использоваться в клеточных технологиях, тканевой инженерии и хирургии. Однако до внедрения в медицинскую практику учёным предстоит провести масштабирование технологий, доклинические и клинические исследования. По мнению авторов, разработка сможет применяться при выращивании продуцентов бактериальной целлюлозы, при её очистке и при конструировании матриц на её основе.
В ходе научной работы применялись световая и электронная микроскопия, спектрофотометрия, инфракрасная спектроскопия, рентгеноструктурный анализ и рентгеновская микротомография. При изучении безопасности и биосовместимости были применены клеточные технологии и проведены эксперименты на лабораторных животных. В будущем учёные планируют изучить возможности использования полученного материала для целенаправленного восстановления различных тканей.
Источник новости: habr.com
