Bio- And Hemocompatible Tissue-Engineered Polycaprolactone Scaffolds Seeded by Human Endothelial and Smooth Muscle Cells After Implantation in the Abdominal Aorta of Scid Mice

Abstract

Введение. Современное развитие химии и химических технологий позволяет изготавливать синтетиче-ские материалы, которые демонстрируют физические характеристики, близкие к характеристикам тканей организма, обладают удовлетворительной биосовместимостью и тромборезистентностью. Такие материа-лы востребованы в сосудистой хирургии, однако для их практического использования требуется повысить их биологические свойства, а именно способность формировать нормальный эндотелий на внутренней поверхности и клеточные слои внутри стенки. Биодеградируемые синтетические полимерные 3D-матрик-сы, заселенные функциональными эндотелиальными (ЭК) и гладкомышечными (ГМК) клетками реципиента, могут быть подходящим вариантом при реконструктивных оперативных вмешательствах на сосудах.Цель исследования. Оценить био-и гемосовместимость тканеинженерных конструкций из поликапро-лактона, заселенных донорскими ЭК и ГМК в эксперименте in vivo.Материалы и методы. 3D-матриксы, изготовленные из поликапролактона с желатином методом элек-троспиннинга, заселяли in vitro человеческими ЭК и ГМК, которые были получены из сердечной ткани. Клет-ки культивировали на матриксах в течение 7 дней, затем имплантировали матриксы с клетками в брюшную аорту 23 мышей SCID. Для контроля 12 мышам были имплантированы 3D-матриксы без клеточного состава. Спустя 2, 4, 12 и 24 недели после имплантации выполняли УЗИ и МРТ брюшной аорты, иммуногистологиче-ские исследования эксплантированных заплат.Результаты. Заплаты из поликапролактона, заселенные функциональными ЭК и ГМК, усиливают локаль-ную неоваскуляризацию в области их имплантации с развитием васкуляризированной фиброзной капсулы, способствуют адгезии и пролиферации ЭК и ГМК, обеспечивают хорошую проходимость брюшной аорты мышей в течение 24 недель наблюдения.Заключение. Клеточно-заселенные конструкции из поликапролактона могут быть использованы для создания пациент-специфических сосудистых трансплантатов.Ключевые слова: тканевая инженерия сосудов, 3D-матриксы из поликапролактона с желатином, чело-веческие эндотелиальные и гладкомышечные клетки, поликапролактон. НИИ КПССЗ имеет большой опыт в разработке изделий для сердечно-сосудистой хирургии, в частности биопротезов кла-панов сердца и сосудов. С 2010 года под руководством академика РАН л. С. Барбараша начаты исследования по созданию био-резорбируемых сосудистых протезов малого диаметра. Основная цель -создание полимерных конструкций с бионаправленным действием, способных заменить отдельные структуры живого организма, в частности сердечно-сосудистой системы. Научная но-визна поставленной задачи заключается в использовании нового подхода создания органа непосредственно в организме пациента за счет биофункциональности и биорезорбируемости полимерных конструкций. доказана долгосрочная проходимость полимерных сосудистых графтов на основе поликапролактона и композиции полигидроксибутирата/валерата и поликапролактона. В экспери-ментах in vitro доказано, что ростовые факторы, инкорпорируемые в состав биодеградируемых графтов, сохраняют свою био-логическую активность. В долго...