Совместное использование разработанных коллагенсодержащих комплексов и культуры клеток для создания новых тканевых эквивалентов

Abstract

Цель исследования - оценка возможности применения созданного комплексного модуля в качестве основы клеточно-тканевого эквивалента для лечения ран кожи и мягких тканей. В рамках поставленной цели решались задачи по изучению пространственной структуры и архитектоники поверхности разработанных базовых коллагенсодержащих материалов и их биосовместимости с клеточными культурами. Материал и методы. Проведено исследование материала, который представляет собой двухслойный пленочный комплекс, состоящий из коллагенового и полисахаридного компонентов. Коллаген выделялся из дермы и был импрегнирован мелкодисперсным деминерализованным костным матриксом (ДКМ) по оригинальной методике. Для исследования дегидратированный материал был выполнен в виде пленки. Электронно-микроскопическое исследование поверхности проведено на сканирующем электронном микроскопе JEOL JSM-IT300LV (Япония) в режиме высокого вакуума и при низких значениях тока зонда ( 0,1 нА). Исследования по оценке жизнеспособности клеток в условиях культивирования на пленках из коллагенсодержащего материала (тестирование на цитотоксичность и адгезивную способность) проводили in vitro с использованием штаммов диплоидных фибробластов человека 4-6-го пассажа. Состояние культуры оценивали визуально с помощью инвертированного микроскопа Leica DM (Carl Zeiss, Австрия), оснащенного компьютерной программой контроля роста культуры (Leica IM 1000). Результаты. Данные, полученные при изучении структуры поверхности разработанного комплексного модуля, показали, что он представляется перспективным в качестве базового компонента клеточно- тканевой системы: наличие большого количества структурных образований для фиксации клеток и хорошо организованного барьерного слоя, способного к паро- и водопроницаемости. Таким образом, экспериментально подтверждено соответствие физических характеристик разработанного базового комплекса требованиям, предъявляемым к материалам для культивирования клеток. Показано отсутствие цитотоксичности на модели культуры дермальных фибробластов человека, что позволяет сделать вывод о возможности его использования в качестве основы клеточно-тканевого эквивалента. Полученные предварительные результаты указывают на целесообразность дальнейшего проведения экспериментов in vivo, направленных на совершенствование комплексных коллагенсодержащих материалов, разработку различных способов их применения и клиническую оценку эффективности при лечении ран различного генеза.The purpose of the study is to assess the possibility of applying the integrated module as the basis of a celltissue equivalent for treatment of wounds of skin and soft tissues. In the frame of the set task the following problems were being solved: research of the spatial structure and architectonics of the surface of the developed base collagen-containing materials and their biocompatibility with cell cultures. Materials and methods. The study of a material which is a two-layer complex film, consisting of collagen and polysaccharide components was carried out. The collagen was separated from the dermis and was then impregnated with particulate demineralized bone matrix (DCM) according to the original methodology. For the purposes of the study the dehydrated material was created in the form of a film. Electron microscopic examination of surfaces was performed on scanning electron microscope JEOL JSM-IT300LV in high vacuum and at low values of probe current (less 0,1 nА). Studies to assess the viability of the cells cultivated on films of collagen material (tested for cytotoxicity and the adhesive capacity) were performed in vitro using strains of diploid human fibroblasts 4–6 passage. The culture condition was visually assessed using an inverted Leica microscope DM IL (Carl Zeiss, Austria), equipped with a computerizes program of control of culture growth (Leica IM 1000). Results. The data obtained in the study of the surface structure of the developed complex module showed that it seems to be promising as a basic component of the cellular-tissue system with its large number of structural formations for fixation of the cells and a well-organized barrier layer capable of vapor - permeability. Experiments in vitro confirmed the absence of toxicity of the material being studied in relation to the culture of dermal human fibroblasts, suggesting the possibility of creation on its basis of cell-tissue complex and further experimental studies in vivo. Conclusion. Thus it was experimentally confirmed that the physical characteristics of the developed integrated module satisfy the requirements for the materials for cultivation of cells. The absence of cytotoxicity on the model of a culture of dermal human fibroblasts allows to make a conclusion about a possibility of its use as the basis of cell-tissue equivalent. Preliminary results indicate the advisability of further experiments in vivo aimed at improving complex collagen-containing materials, the development of different ways of their application and clinical evaluation of the effectiveness in the treatment of wounds of various genesis.