Skip to Content

Оценка биосовместимости матриц на основе поликапролактона и гидроксиапатита в условиях in vivo

ID: 2018-11-25-R-18743
Обзор
ФГБОУВО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России. *ГУЗ «Областная клиническая больница г. Саратова» Минздрава России. **ГУЗ «Областная клиническая больница г. Саратова» Минздрава России.

Резюме

В данной статье рассматриваются матрицы на основе поликапролактона и гидроксиапатита, используемые для стиммуляции регенерации тканей. Описываются общие сведения о гидроксиапатите, его основные свойства и недостатки, методы синтеза, влияние его на перфузию, пролиферацию клеточных популяций. Даётся оценка биосовместимости матрицы на основе паликапролактона и гидроксиапатита.

Ключевые слова

Скаффолды, регенерация, гидроксиапатит, перфузия.

Обзор

Введение. Выбор матриксного материала для создания матриц важнейшая задача тканевой инженерии. Для отбора таких материалов используется предварительная оценка их свойств. Материал должен соответствовать ряду требований для его успешного применения, так как он выполняет функцию, соответствующую функции внеклеточного матрикса [3]. 

Кальциевые фосфаты приобретают всё большее распространения в области тканевой инженерии. Так, матрицы, содержащие гидроксиапатит, широко используются для стимуляции регенерации тканей, ангиогенеза и пролиферации клеточных структур. Гидроксиапатит снижает воспалительные реакции [1], способствуетсопоставлению сроков биодеградации матрицы со сроками восстановления тканей организма [4].

Получение гидроксиапатита. Гидроксиапатит получают либо путём жидкофазногосинтеза, либо путем  твёрдофазного синтеза. Твёрдофазный синтез протекающего при высоких температурах, которые способствуют снижение дефектности структуры гидроксиапатита, увеличению частиц и снижению площади его удельной поверхности. В результате, они становятся непригодными для формирования объёмных матриц. Это делает их малопригодными для получения объемных имплантатов. Также, твёрдофазный синтез приводит к химической инертности, химической и минералогической неоднородности [6]. В результате жидкофазного синтеза образуется продукт, который характеризуется химической однородностью, дисперсность которых зависит от концентрации прекурсоров. Жидкофазный синтез позволяет контролировать фазовое содержание и степень кристаллизованности [7]. 

Недостатки использования гидроксиапатита. Однокомпонентные матрицы из гидроксиапатита обладают рядом недостатков: склонность к набуханию, небольшая скорость резорбции в живом организме, хрупкость, отсутствие пор, низкая механическая прочность. Данные недостатки решаются методом сочетания синтетических полимеров с гидроксиапатитом [4].

Влияние гидроксиапатита на перфузию. В ходе проведённых исследований по изучению биосовместимости скаффолдов на основе поликапролактона и гидроксиапатита при субкутанной имплатации, наибольший рост перфузионного показателя наблюдался на 7 сутки, затем происходила стабилизация показателя к 21-м суткам. По результатам морфологического исследования микропрепаратов было выявлено умеренное кровенаполнение сосудов и равномерное заселение матрицы фибробластами и фиброцитами. Обнаруживались единичные нейтрофилы, макрофаги и лимфоциты. Отмечалась умеренная васкуляризация скаффолда [2].

Влияние гидроксиапатита на пролиферацию клеточных структур. Исследования по изучению влияния скаффолдов на основе поликапролактона и гидроксиапатита на пролиферацию клеточных популяции при подкожной имплантации показали, что при имплантации таких матриц они равномерное заселяются клетками фибробластического ряда и васкуляризуются. На 21 день после имплантации скаффолда, уже отмечается присутствие единичных лейкоцитов. Также, на 21-е сутки наблюдается истончение волокон в матрице, что свидетельствует о начале процесса биодеградации [5].

Заключение. В настоящее время скаффолды на основе одного гидроксиапатита практически не используются в медицинской практике из-за его значимых недостатков: склонности к набуханию, небольшой скорости резорбции в живом организме, хрупкости, отсутствия пор, низкой механической прочности. Гидроксиапатит используется в виде дополнительных составляющих многокомпонентных скаффолдов, благодаря которому, у скаффолдов повышается способность к регенерации тканей, ангиогенезу и пролиферации клеточных структур. Такие матрицы не вызывают сильно выраженных воспалительных реакций. Таким образом можно сделать вывод: матрицы на основе паликапролактона и гидроксиапатита обладают биосовместимостью и пригодны для использования в тканевой инженерии.

Литература

1. Баринов С.М., В.С. Комлев. Биокерамика на основе фосфатов кальция / – М.: Наука, 2005. – 204 с.

2. Иванов А.Н., Козадаев М.Н., Белова С.В., Блинникова В.В., Мамонова И.А., Пучиньян Д.М., Федонников А.С., Норкин И.А. Сравнительный анализ перфузии и динамики маркеров острой фазы воспалительной реакции при имплантации матриц на основе поликапролактона и гидроксиапатита // Современные проблемы науки и образования. – 2016. – № 4. С. 15.

3. Кузнецова Д.С., Тимашев П.С., Баграташвили В.Н./ Костные имплантаты на основе скаффолдов и клеточных систем в тканевой инженерии (обзор)//СТМ. 2014. №6(4). С. 201-212

4. Куртукова М.О., Попрыга Д.В., Мартюкова А.В., Черевко Е.И., Саргсян А.К. Актуальные вопросы разработки матриц для стимуляции регенерации костных тканей / 2017 С. 95-97

5. Козадаев М. Н., Богомолова Н. В. Исследование биосовместимости матриц на основе поликапролактона и гидроксиапатита в условиях in vivo //Цитология. — 2015. — Т. 57. — С. 286–293.

6. Третьяков Ю.Д., Путляев В.И. Введение в химию твердофазных материалов. – М.: Изд-во МГУ, 2006. – 400 с. 

7. Kolk A., Handschel J., Drescher W., Rothamel D., Kloss F., Blessmann M. et al, Current trends and future perspectives of bone substitute materials – from space holders to innovative biomaterials // J Craniomaxillofac Surg. 2012; 40: 706–718.

0
Ваша оценка: Нет



Оптимальный хостинг для Drupal, Wordpress, Joomla, Битрикс и других CMS, быстрые и надежные сервера, круглосуточная техподдержка Яндекс.Метрика