В настоящее время медицина сталкивается с рядом трудностей, в частности трансплантация органов и тканей - одна из насущных её проблем. По оценке экспертов, реальная потребность в трансплантации органов в России составляет в год не менее 11 000 трансплантаций почки; 2000 - печени; 1100 - сердца (включая комплекс «сердце-легкие»); 800 - легких; 300 - поджелудочной железы [1].
Для трансплантации используются донорские органы, ксеногенные протезы, изготовленные из органов животных, и, наконец, трансплантаты из синтетических полимерных материалов. При этом имплантаты природного происхождения имеют ряд существенных недостатков, среди которых проблемы, связанные с иммунологической совместимостью, изменением размеров трансплантата со временем и возможным несовпадением размеров трансплантата и заменяемого органа, а также трудности с получением и хранением донорского материала. Искусственные имплантаты лишены некоторых из этих недостатков и позволяют восстановить утраченные органы и ткани.
Имеющиеся на сегодня искусственные имплантаты отличаются по механическим свойствам от природных; кроме того, они плохо интегрируются в ткани пациента и на их поверхности не формируется нормальный клеточный слой. Несмотря на немалый прогресс в создании материалов для протезирования за последние пятьдесят лет, таких как дакрон или политетрафторэтилен, возможности этих материалов на сегодняшний день практически исчерпаны.
Также одной из наиболее важных и сложных проблем современности являются злокачественные опухоли. В проблеме злокачественных опухолей важны как изучение этиологии и патогенеза, так и разработка новых методов лечения и реабилитации. При этом роль медицинской реабилитации в решении многих проблем онкологии существенно возросла. Это связано с внедрением новых технологий в медицинскую практику. Одним из наиболее перспективных и результативных направлений современной биомедицины является тканевая инженерия. Огромный интерес как в практическом отношении, так и в научном плане представляют культивирование, ауто- и аллотрансплантация выращенных вне организма клеток, формирование тканеинженерных конструкций (ТИК) с целью восстановления пораженных тканей.
С развитием тканевой инженерии одним из перспективных направлений для замещения тканей является создание клеточных графтов из биодеградируемых материалов в сочетании с донорскими клетками, способных восстанавливать поврежденный орган или ткань. Однако для успешной индукции пролиферации и дифференцировки в месте имплантации необходимо создать высокую начальную концентрацию клеток, поэтому возникает необходимость поиска адекватного носителя для закрепления трансплантируемых клеток в организме реципиента. Среди материалов, разрабатываемых и исследуемых применительно к этим задачам, -полигидроксиалканоаты (ПГА), линейные полиэфиры микробиологического происхождения, являются наиболее перспективными. ПГА представляют большой интерес для создания тканеинженерных конструкций в связи с их высокой биосовместимостью, медленной биодеградацией и механической прочностью.
В матриксы из ПГА могут быть депонированы биологически активные вещества, что позволяет реализовать наиболее комплексный подход в тканевой инженерии, включающий три компонента: клетки, каркасы, сигналы [2]. Эти свойства позволяет ПГА найти применение в широком спектре областей тканевой инженерии, связанных с восстановлением сердечно-сосудистой системы, поджелудочной железы и пищеварительной системы, почек и мочеполовой системы, опорно-двигательного аппарата, нервной системы, роговицы, зубов, кожи и т.д.
Особый интерес представляют материалы на основе хитозана - полисахарида, продукта деацетилирования хитина [3]. Пористые хитозановые матриксы используют как биосовместимые, биорезорбируемые и биоадгезивные изделия в медицинских и фармацевтических целях, в том числе в разных имплантационных системах [4]. Их применяют также при обработке ран, при регенерации мягких тканей [5], как гемостатические агенты с антитромбогенными свойствами [6] и как стимуляторы иммунной системы против вирусной и бактериальной инфекций [7].
Цель работы - разработка и изучение физико-химических и биологических свойств носителей на основе ПГА и хитозана в разных процентных соотношениях применительно к задачам тканевой инженерии.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
- изготовить плёночные образцы методом полива раствора из ПГА и хитин-содержащего биологического соединения и методами распылительного высушивания и испарения эмульсии;
- исследовать физико-химические свойства полученных образцов;
- оценить биосовместимость полученных плёночных образцов в культурах клеток животных.
Работа выполнена в Инновационном биомедицинском центре на базе «Сибирского Федерального Университета».
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
