Разработка и испытания in vitro неорганических нанобиоматериалов в качестве матриксов для клеточных культур



РАЗРАБОТКА И ИСПЫТАНИfl IN VITRO НЕОРГАНИЧЕСКИХ

НАНОБИОМАТЕРИАЛОВ В КАЧЕСТВЕ МАТРИКСОВ ДЛfl КЛЕТОЧНЫХ КУЛЬТУР

Н.С. Сергеева*, И.В. Решетов*, С.М. Баринов**, Д.В. Штанский***, М.И. Самойлович****, И.К. Свиридова*, В.А. Кирсанова*, С.А. Ахмедова*, В.С. Комлев*, И.В. Фадеева**, С.М. Клещева****, М.М. Филюшин*

ФГУ “Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А. Герценаˮ Росздрава* Институт физико-химических проблем керамических материалов РАН (ИПК РАН), г. Москва** Московский институт стали и сплавов (МИСиС)***

ОАО ЦНИТИ “Техномашˮ****

В настоящее время в медицинском материаловедении наметился ряд новых тенденций, среди которых можно выделить интенсивно развивающееся направление по разработке наноструктурированных трехмерных материалов ‒ матриксов для клеточных культур с целью использования таких биотрансплантатов в заместительной терапии обширных тканевых дефектов.

Цель исследования. Скрининг в экспериментах in vitro (острая цитотоксичность, матриксные качества) ряда образцов наноматериалов, различающихся химическим составом, структурой и т.д.

Материал и методы. В исследование включено 7 образцов лабораторной партии наноструктуриро-ванных биокерамических материалов на основе фос- фатов кальция с контролируемой биорезорбцией (ИПК РАН), 3 образца многокомпонентных нано-структурированных покрытий (MHП) на основе титана (МИСиС) и 4 образца 3-мерных кубических упаковок наносфер SiO2 (ЦНИТИ “Техномаш”). Эксперименты in vitro выполнены на модели иммортали-зованных фибробластов человека (ФЧ). Острую цитотоксичность образцов определяли при 24-часовой инкубации ФЧ с этими материалами, о матриксных качествах поверхности исследуемых материалов судили по динамике нарастания ФЧ (1‒7-е сут). Контролем служили ФЧ на культуральном пластике ‒ поли-стерене. Жизнеспособность ФЧ на этапах культивирования определяли МТТ-тестом.

Результаты. Показано, что все материалы, за исключением трех образцов карбонатапатитов, не ток- сичны в отношении ФЧ, фракция выживших клеток через 24 ч эксперимента составила 83‒100 % (vs 25‒ 50 % для карбонатапатитов). Показано, что при культивировании ФЧ на данных материалах популяция ФЧ увеличивалась на тестированных образцах с разной интенсивностью. При этом матриксные качества чистого гидроксиапатита и бифазных биокерамических материалов, а также одного из образцов из серии опаловых микрочастиц существенно превыша- ли аналогичные качества полистерена; адгезивные свойства трех образцов МНП были сравнимы с контролем. В целом полученные результаты свидетельствуют о том, что данные материалы (за исключением карбонатапатитов) не токсичны в отношении ФЧ, а экспансия на них клеток зависит от особенностей их физико-химического состава и рельефа поверхности. Таким образом, отобран ряд материалов для последующих испытаний in vivo в качестве компо-