ИСТИНА

Новый подход в медицине – регенеративная, клеточная и тканевая инженерия – открыл широкие перспективы для создания эффективных технологий с использованием биомедицинских клеточных продуктов. Основой технологии является конструирование и выращивание вне организма человека живых функциональных тканей или органов для последующей трансплантации с целью замены или стимуляции регенерации поврежденных органа или ткани. Для создания «каркаса» для адгезии, поддержания роста и дифференцировки клеток в процессе реконструкции поврежденной ткани необходима специальная подложка (носитель), представляющая собой биосовместимую трехмерную полимерную матрицу с взаимосвязанными порами определенного размера. Носитель для тканевой инженерии должен быть нетоксичным, неиммуногенным и биодеградируемым, а также гидрофильным. Для получения таких носителей известно использование ряда как природных, так и синтетических полимеров, а для формирования заданной пористости применяются различные приемы, к наиболее популярным из которых относятся фазовое расслоение, использование экстрагируемых порогенов, криотропное гелеобразование (получаемые в результате матрицы называются криогелями) и сублимационная сушка (получаемые при этом материалы называются криоструктуратами). В последних двух случаях роль порообразователя выполняют поликристаллы замороженного растворителя (льда в случае водных систем), а пониженные температуры процесса позволяют работать с термочувствительными объектами (например, ферментами), предохраняя тем самым их биологическую активность. Поэтому различные криогели и криоструктураты вызывают большой научный и, особенно в последние годы, прикладной интерес. Характерная особенность таких матриц – их макропористость, формируемая, как отмечалось выше, поликристаллами замерзшего растворителя, после плавления которых в массе образца остаются сообщающиеся поры, заполняемые оттаявшей жидкостью. Указанные материалы используются в качестве носителей иммобилизованных микробных клеток и органелл растительных клеток, применяются в качестве пористых подложек (scaffolds) при культивировании клеток животных и человека, в том числе и для целей тканевой инженерии. Для указанных целей предпочтительны биодеградируемые материалы, например носители-подложки, полностью состоящие из веществ белковой природы, при постепенном рассасывании которых под действием ферментов организма выделяются только нетоксичные пептиды и аминокислоты. Однако по мере развития технологий клеточной и тканевой инженерии все время возникают новые задачи, а также появляются новые требования к свойствам и структуре соответствующих подложек. В круг этих задач входят как создание функционально более сложных матриц, например, многослойных материалов различной пористости и с различной адгезионной способностью по отношению разным типам леток, так и направленное управление специфичностью адгезирующих поверхностей подложки к определенному типу клеток, т.е. разработка новых тканеспецифичных материалов. Вполне очевидно, что качественное решение подобных задач невозможно без надежной научной основы, определяя тем самым необходимость проведения соответствующих фундаментальных исследований. При этом следует подчеркнуть важность междисциплинарного характера указанных исследований, которые должны выполняться путем тесного сотрудничества между специалистами таких областей, как макромолекулярная химия, материаловедение, клеточная биология, клеточная/тканевая инженерия и, вероятнее всего, также фундаментальная медицина. Именно выполнение таких комплексных междисциплинарных исследований, направленных на разработку или модификацию свойств широкопористых матриц для биосовместимых конструкций и имплантов, основанных на полимерных криогелях, предусматривается в предлагаемом проекте. Поскольку до настоящего времени проблема научно-обоснованного выбора природы полимерной основы и приемов формирования матриц сложной морфологии и функциональности окончательно не решена, проведение развернутых исследований, направленных на «конструирование» таких материалов и разработку методов их получения является, с одной стороны, актуальным, а, с другой стороны, определяет их высокую новизну. У авторов проекта имеется многолетний опыт создания разнообразных носителей, базирующихся на криогелях и криоструктурах, формируемых из природных и синтетических полимеров, т.е. у исполнителей проекта имеется хорошо-обоснованный задел. К настоящему моменту разработаны фундаментальные основы ключевых технологических стадий получения криогелей и криоструктуратов, наработаны тестовые (лабораторные) образцы, для некоторых из них проведены предварительные исследования на цитотоксичность на культуре адгезивных клеток человека.