Деградація та клітинна токсичність нових нановолокнистих матеріалів для тканинної інженерії

Автор(и)

  • А. Гапченко молодший науковий співробітник Центру Біомедичних Досліджень Медичного інституту Сумського державного університету, м. Суми, Україна

DOI:

https://doi.org/10.24061/2413-0737.XXV.1.97.2021.3

Ключові слова:

PLA; NanoMatrix3D; цитотоксичність; DAPI; скафолд

Анотація

Біодеградуючі матеріали є перспективними з огляду на створення каркасів для тканинної інженерії. При цьому вони повинні мати задовільний профіль втрати маси, відсутність токсичності та здатність підтримувати проліферацію клітин. Полілактиди та їх похідні композити інтенсивно використовують для реконструкції тканин та органів і в системах доставки лікарських препаратів, проте технології виготовлення матеріалів не є стандартизованими. Електропрядіння – доступна технологія, за допомогою якої можливо створити нановолокнисті тривимірні конструкції для тканинної інженерії та регенеративної медицини, проте їх використання на сьогодні обмежене через недостатню вивченість.

Мета роботи. Створення тривимірних конструкцій із полімолочної кислоти, дослідження профілю їх біодеградації та клітинної токсичності на моделі дермальних фібробластів.

Матеріал і методи. Нановолокнисті мембрани отримані стандартним методом електропрядіння та за допомогою технології NanoMatrix3D. Дослідження деградації проводилось у розчині SBF у статичному та динамічному режимах із визначенням відсотка втрати маси. Дослідження цитотоксичності проводилось на первинній культурі дермальних фібробластів з оцінкою редукції резазурину та з візуалізацією DAPI.

Висновки. Використання технології електропрядіння дозволяє створити нановолокнисті мембрани, які здатні до біодеградації і мають задовільний профіль токсичності. Динамічна система деградації призводить до зростання втрати маси мембранами через видалення продуктів деградації. Отримані дані свідчать про можливість використання матеріалів на основі PLA для розробки конструкцій для тканинної інженерії.

Посилання

Ceccarelli G, Presta R, Benedetti L, Cusella De Angelis MG, Lupi SM, Rodriguez Y Baena R. Emerging perspectives in scaffold for tissue engineering in oral surgery. Stem Cells Int. 2017;2017:4585401. DOI: 10.1155/2017/4585401.

Hosseinpour S, Ghazizadeh Ahsaie M, Rezai Rad M, Baghani MT, Motamedian SR, Khojasteh A. Application of selected scaffolds for bone tissue engineering: a systematic review. Oral Maxillofac Surg. 2017;21(2):109-29. DOI: 10.1007/s10006-017-0608-3.

Bracaglia LG, Smith BT, Watson E, Arumugasaamy N, Mikos AG, Fisher JP. 3D Printing for the design and fabrication of polymer-based gradient scaffolds. Acta Biomater. 2017;56:3-13. DOI: 10.1016/j.actbio.2017.03.030.

Lasprilla AJ, Martinez GA, Lunelli BH, Jardini AL, Filho RM. Poly-lactic acid synthesis for application in biomedical devices – A review. Biotechnol Adv. 2012;30(1):321-8. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2011.06.019.

Martino VP, Jiménez A, Ruseckaite RA. Processing and characterization of poly(lactic acid) films plasticized with commercial adipates. Journal of Applied Polymer Science. 2009;112(4):2010-18.

Thellen C, Orroth C, Froio D, Ziegler D, Lucciarini J, Farrell R, et al. Influence of montmorillonite layered silicate on plasticized poly(Llactide) blown films. Polymer. 2005;46(25):11716-27.

Lunt J. Large-scale production, properties and commercial applications of polylactic acid polymers. Polymer Degradation and Stability. 1998;59:145-52.

Serra T, Ortiz-Hernandez M, Engel E, Planell J, Navarro M. Relevance of PEG in PLA-based blends for tissue engineering 3D-printed scaffolds. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2014;38:55-62. DOI: 10.1016/j.msec.2014.01.003.

Vert M. After soft tissues, bone, drug delivery and packaging, PLA aims at blood. European Polymer Journal. 2015;68:516-25.

Lasprilla AJ, Martinez GA, Lunelli BH, Jardini AL, Filho RM. Poly-lactic acid synthesis for application in biomedical devices – A review. Biotechnol Adv. 2012;30(1):321-8. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2011.06.019.

Shalumon KT, Binulal NS, Selvamurugan N, Nair SV, Menon D, Furuike T. Electrospinning of carboxymethyl chitin/poly(vinyl alcohol) nanofibrous scaffolds for tissue engineering applications. Carbohydrate Polymers. 2009;77:863-69.

Klossner RR, Queen HA, Coughlin AJ, Krause WE. Correlation of Chitosan’s rheological properties and its ability to electrospin. Biomacromolecules. 2008;9(10):2947-53. DOI: 10.1021/bm800738u.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-05-26

Номер

Розділ

ОРИГІНАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ