Гелеві системи на основі акрилових мономерів для іммобілізації стовбурових клітин - Автореферат

Тому створення таких матеріалів на основі акрилових гідрогелів для іммобілізації та культивування мезенхімальних стовбурових клітин, є актуальною задачею, вирішення якої дозволить отримати нові унікальні матеріали біомедичного призначення, зокрема для лікування опікових ран на ранніх стадіях опікової хвороби. Овчаренка НАН України: "Створення нового класу органофільних гідрогелів з покращеними механічними, сорбційними та дифузійними характеристиками" (2002-2004 рр, № держреєстрації 0102V007056); "Гідрогелеві нанореактори для отримання високодисперсних благородних металів для потреб медицини та каталізу" (2005-2007 рр, № держреєстрації 0105V001546); "Отримання та дослідження гідрогелевих біомедичних систем з електро-, фото-та магніторегулюючими властивостями" (2008-2010 рр., № держреєстрації 0107U008521); а також Комплексної програми фундаментальних досліджень НАН України "Наносистеми, наноматеріали та нанотехнології": "Гідрогелеві нанореактори для отримання високодисперсних колоїдних металів" (2006 р., № держреєстрації 0103V006027); "Створення матеріалів біосумісних з клітинами кісткової тканини на основі гідроксиапатиту та металів (срібло, золото, платина) з використанням гідрогелевих нанореакторів (2007 р., № держреєстрації 0103V006028). O Вивчити колоїдно-хімічні механізми біосумісності гелевих матеріалів, що забезпечують можливість направленої іммобілізації та культивування зазначених вище клітин на поверхні полімерної пластини з метою створення біокомпозитних матеріалів типу "штучної шкіри" для лікування опікових ран. O Дослідити колоїдно-хімічні властивості синтезованих гелевих матеріалів, їх взаємодію з розчинниками різної хімічної природи, в тому числі водним розчином поживного середовища для культивування клітин; вивчити вплив РН та низьких температур на ці процеси; визначити залежність гідрофільно-гідрофобних, електроповерхневих та механічних властивостей гелів від їх мономерного складу. Методи дослідження - метод електрофорезу для визначення електрокінетичного потенціалу клітин та дисперсного гелю; рефрактометричний метод для визначення коефіцієнту заломлення світла гелевими системами; фотоколориметричний метод для визначення концентрації альбуміну у водному розчині при дослідженні адсорбції гелями білків; статичне РН-метричне титрування для визначення кислотно-основних параметрів полімерів; метод скануючої, просвічуючої електронної мікроскопії для вивчення структурних особливостей зшитих полімерів; методи виміру крайового кута на межі поділу фаз для визначення гідрофільно-гідрофобних характеристик гелів; визначення міцності на розрив та відносного подовження полімеру для вивчення механічних параметрів зшитих гелів; метод компютерного моделювання для визначення величини потенціального барєру та дальньої потенціальної ями, для розрахунку структурних параметрів зшитих гелевих систем, для створення математичної моделі кінетичних залежностей набухання гелів різного складу.Найбільш виразну зміну морфології клітин у процесі культивування виявлено при використанні зразків співполімерних гідрогелів на основі АА та АН, які характеризуються 50 % вмістом зшитого полімера у гідрогелі та концентрацією зшиваючого агента 0,654 %. Клітини були закріплені на поверхні на стільки міцно, що перевести їх в суспензійний стан можна було лише обробивши гель розчином трипсину з натрій етилендиамінтетраацитатом. Для дослідження впливу металів на культивування клітин було синтезовано гідрогелі на основі співполімеру АА та АН (5:3, МБА - 0,654 %) з інкорпорованим частинками силікагелю, на поверхні якого сформовано нанорозмірні частинки металів (фракція силікагелю o 10 мкм, концентрація металів 1 мг/г). В основу дослідження покладено відомі механізми: перший повязаний з електрофоретичним дрейфом частинки/клітини в електричному полі дифузійного потенціалу клітини, та другий - із зміною поверхневого заряду частинки (поверхні) при адсорбції на ній водорозчинних екзометаболітів. Використовували поживне середовище з додаванням 5?10 % сиворотки крові телят, в якому культивували 100 тис. клітин протягом 5 діб (ПСВМ - поживне середовище з водорозчинними метаболітами), внаслідок чого відбувається накопичення екзометаболітів клітин.У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється у створенні гідрогелевих систем на основі акрилових мономерів та встановленні колоїдно-хімічних механізмів цілеспрямованого впливу на їх біосумісність з клітинами тваринного походження та ефективність іммобілізації клітин на поверхні гелів. Вперше досліджено колоїдно-хімічні та біохімічні механізми адгезії мезенхімальних стовбурових клітин до поверхні акрилових гелів і встановлено, що гетероадагуляція залежить від адсорбції на гелях водорозчинних екзометаболітів. Для системи "мезенхімальна стовбурова клітина - акриловий гель" доведено вплив далекодіючих та короткодіючих факторів адгезії. Показано, що адсорбція водорозчинних екзометаболітів

Основний зміст роботи