ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2013-6-175-181ssmu-327Research ArticleМОЛОДЫЕ ИССЛЕДОВАТЕЛИ – МЕДИЦИНЕМОЛОДЫЕ ИССЛЕДОВАТЕЛИ – МЕДИЦИНЕОЦЕНКА ЧАСТОТЫ И СПЕКТРА ХРОМОСОМНЫХ АБЕРРАЦИЙ У ПАЦИЕНТОВ С ДИСПЛАЗИЕЙ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ ПРИ КОНТАКТЕ КЛЕТОК КРОВИ С НАНОСТРУКТУРНЫМИ МАТЕРИАЛАМИAN ESTIMATION OF FREQUENCY AND SPECTRUM OF CHROMOSOMAL ABERRATIONS IN PATIENTS WITH CONNECTIVE TISSUE DYSPLASIA IN CONDITIONS OF BLOOD CELLS CONTACT WITH NANOSTRUCTURED MATERIALSДворниченкоМ. В.DvornichenkoМ. V.

Дворниченко Марина Владимировна  – кандидат медицинских наук, докторант кафедры патофизиологии, доцент кафедры морфологии и общей патологии СибГМУ 

dochic@yandex.ruНаучно-образовательный центр «Биосовместимые материалы и биоинженерия», Томск; Сибирский государственный медицинский университет, ТомскРоссияScientific Educational Center “Biocompatible Materials and Bioengineering” at Tomsk Polytechnic University, Siberian State Medical University, Institute of Strength Physics and Materials Science of Siberian Branch of Russia Academy of Sciences, TomskRussian Federation201328122013126175181Copyright © Дворниченко М.В., 20132013Дворниченко М.В.Dvornichenko М.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/327

С целью оценки цитогенетического эффекта нанокомпозитных материалов, применяемых в травматологии и ортопедии, проведено исследование хромосомных аберраций в культуре лимфоцитов при их краткосрочном контакте с искусственными материалами (наноструктурированные титановые образцы имплантатов, несущие двустороннее кальций-фосфатное покрытие) у пациентов с дисплазией соединительной ткани (ДСТ) и несовершенным остеогенезом (НО). При добавлении модельных биосовместимых композитов в культуры клеток крови пациентов с ДСТ и НО выявлено снижение доли аберрантных клеток, несущих одиночные и (или) парные разрывы хромосом, по сравнению с результатами спонтанного мутагенеза (без модельных образцов). Анализ частоты и спектра хромосомных аберраций в клетках периферической крови может рассматриваться как потенциальный прогностический критерий и предиктор эффективности имплантата в хирургическом лечении осложнений ДСТ и НО.

In order to evaluate cytogenetic effect of nanocomposite materials used in traumatology and orthopedics an investigation of chromosomal aberration ins in the culture of lymphocytes short-term contacted with artificial material (nanostructured titanium samples of implants bearing bilateral calcium phosphate coating) in patients with dysplasia of connective tissue (DCT) and osteogenesis imperfecta (OI) has been conducted. A reduction of percent of aberrant cells having single or/and paired chromosomal breaks as compared with spontaneous mutagenesis (without model samples) was revealed under introduced biocompatible composites into blood cell cultures of patients with DCT or OI. Analysis of frequency and spectrum of chromosomal aberrations in blood cells can be considered as potential prognostic criterion and a predictor of implant’s efficacy in the surgical treatment of DCT and OI complications.

одиночные и парные разрывы хромосомкультура лимфоцитовin vitroдис-плазия соединительной тканинаноструктурированный титанкальций-фосфатное покрытиеsingle and paired chromosomal breakslymphocytes culturein vitrodysplasia of con-nective tissuenanostructured titaniumcalcium phosphate coatingФедеральная целевая программа программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»ReferencesГмошинский И.В., Смирнова В.В., Хотимченко С.А. Современное состояние проблемы оценки безопасности наноматериалов // Российские нанотехнологии. 2010. Т. 5, № 9–10. С. 6–10.Gmoshinskij I.V., Smirnova V.V., Khotimchenko S.A. Nanotechnologies in Russia, 2010, vol. 5, no. 9–10, pp. 6–10 (in Russian).Шляхто Е.В. Нанотехнологии в биологии и медицине. СПб., 2009. 320 с.Shlyakhto E.V. Nanotechnologies in biology and medicine. St. Petersburg, 2009. 320 p. (in Russian).Андреев Г.Б., Минашкин В.М., Невский И.А., Путилов А.В. Материалы, производимые по нанотехнологиям: потенциальный риск при получении и использовании // Российский химический журнал (ЖРХО им. Д.И. Менделеева). 2008. Т. LII, № 5. С. 32–38.Andreev G.B., Minashkin V.M., Nevsky I.A., Putilov A.V. Russian Journal of General Chemistry, 2008, vol. LII, no. 5, pp. 32–38 (in Russian).Федотов А.Ю. Пористые композиционные материалы. Фосфатно-кальциевая керамика – биополимер для регенерации костных тканей: автореф. … канд. тех. наук. М., 2010. 26 с.Fedotov A.Yu. Porous composite materials. Phosphate calcium ceramics – biopolymer for regeneration of bone tissue. Author. dis. cand. technical sci. Moscow, 2010. 26 p. (in Russian).Баринов С.М. Биокерамика на основе фосфатов кальция. М.: Наука.2005. 204 с.Barinov S.M. Bioceramics on the basis of phosphates of calcium. Moscow, Science Publ., 2005. 204 p. (in Russian).Гречников Ф.В., Соснина Т.Н. Наноматериалы и нанотехнологии в технико-технологическом и социальноэкологическом измерении // Известия Самар. науч. центра РАН. 2007. Т. 9, № 3. С. 562–569.Grechnikov F.V., Sosnina T.N. Proceedings of Samara Scientific Center of RAS, 2007, vol.9, no. 3, pp. 562–569 (in Russian).Горбунова В.Н., Кадурина Т.И., Белоног О.Л., Арсентьев В.Г, Шабалов Н.П. Наследственные нарушения соединительной ткани в детской ортопедической практике (обзор литературы). Ч. I // Рос. вестн. дет. хирургии, анестезиологии и реаниматологии. 2011. № 1. С. 110–113.Gorbunova V.N., Kadurina T.I., Belonog O.L., Arsentyev V.G., Shabalov N.P. The Russian Bulletin of Children's Surgery, Anesthesiology and Resuscitation, 2011, no. 1, pp. 110–113 (in Russian).Чурилина А.В., Москалюк О.Н. Нарушение метаболизма соединительной ткани при некоторых патологических состояниях у детей // Здоровье ребенка. 2006. Т. 1, № 1. URL: http://www.mif-ua.com/archive/article/240Churilina A.V., Moskalyuk O.N. The Health of the Child, 2006, vol. 1, no. 1. URL: http://www.mif-ua.com/archive/ article /240 (in Russian).Проданчук Н.Г., Балан Г.М. Нанотоксикология: состояние и перспективы исследований // Соврем. проблемы токсикологии. 2009. № 3–4. С. 4–20.Prodanchuk N.G., Balan G.M. Modern Problems of Toxicology, 2009, no. 3–4, pp. 4–20 (in Russian).Катлинский А.В. Курс лекций по биотехнологии. М.: Москов. мед. акад. им. И.М. Сеченова, 2005. 152 с.Katlinsky A.V. A course of lectures on biotechnology. Moscow, Moscow Medical Academy named after I.M. Sechenov, 2005. 152 p. (in Russian).Методологические проблемы изучения и оценки биои нанотехнологий (нановолны, частицы, структуры, процессы, биообъекты) в экологии человека и гигиене окружающей среды / Глушкова А.В., Радилов А.С., Рембовский В.Р. Нанотехнологии и нанотоксикология – взгляд на проблему // Под ред. акад. РАМН Ю.А. Рахманина. М., 2007. С. 89–91.Methodological problems of study and assessment of bioand nanotechnologies (nanowaves, particles, structures, processes, bioobjects) in human ecology and environmental hygiene. Glushkova A.V., Radilov A.S., Rembovsky V.R. Nanotechnology and nanotoxicology: view on the problem. Ed. Yu.A. Rakhmanin. Moscow, 2007, pp. 89–91 (in Russian).Оценка безопасности наноматериалов: метод. рекомендации. М., 2007.Safety evaluation of nanomaterials Methodical recommendations. Moscow, 2007 (in Russian).Heinlaan M., Ivask A., Blinov I., Dubourguier H.-Ch., Kahru A. Toxicity of nanosized and bulk ZnO, CuO and TiO2 to bacteria Vibrio fischeri and crustaceans Daphnia magna and Thamnocephalus platyurus // Chemosphere. 2008. V. 71, Iss. 7. P. 1308–1316.Heinlaan M., Ivask A., Blinov I., Dubourguier H.-Ch., Kahru A. Toxicity of nanosized and bulk ZnO, CuO and TiO2 to bacteria Vibrio fischeri and crustaceans Daphnia magna and Thamnocephalus platyurus. Chemosphere, 2008, vol. 71, iss. 7, pp. 1308–1316.Lewinski N., Colvin V., Drezek R. Cytotoxicity of Nanoparticles // Small-journal. 2008. V. 4, № 1. P. 26–49.Lewinski N., Colvin V., Drezek R. Cytotoxicity of Nanoparticles. Small-journal, 2008, vol. 4, no. 1, pp. 26–49.Reeves J.F., Davies S.J., Dodd N.J., Jha A.N. Hydroxyl radicals (OH) are associated with titanium dioxide (TiO(2)) nanoparticle-induced cytotoxicity and oxidative DNA damage in fish cells // Mutat. Res. 2008. V. 640. P. 113–122.Reeves J.F., Davies S.J., Dodd N.J., Jha A.N. Hydroxyl radicals (OH) are associated with titanium dioxide (TiO(2)) nanoparticle-induced cytotoxicity and oxidative DNA damage in fish cells. Mutat. Res., 2008, vol. 640, pp. 113–122.Zhang Y., Chen W., Zhang J., Liu J., Chen G., Pope C. In vitro and in vivo toxicity of CdTe nanoparticles // J. Nanosci. Nanotechnol. 2007. V. 7. P. 497–503.Zhang Y., Chen W., Zhang J., Liu J., Chen G., Pope C. In vitro and in vivo toxicity of CdTe nanoparticles. J. Nanosci. Nanotechnol., 2007, vol. 7, pp. 497–503.Zhu Y., Zhao Q., Li Y., Cai X., Li W. The interaction and toxicity of multi-walled carbon nanotubes with Stylonychia mytilus // J. Nanosci. Nanotechnol. 2006. V. 6. P. 1357– 1364.Zhu Y., Zhao Q., Li Y., Cai X., Li W. The interaction and toxicity of multi-walled carbon nanotubes with Stylonychia mytilus. J. Nanosci. Nanotechnol., 2006, vol. 6, pp. 1357– 1364.Chan W.H., Shiao N.H., Lu P.Z. CdSe quantum dots induce apoptosis in human neuroblastoma cells via mitochondrialdependent pathways and inhibition of survival signals // Toxicol. Lett. 2006. V. 167. P. 191–200.Chan W.H., Shiao N.H., Lu P.Z. CdSe quantum dots induce apoptosis in human neuroblastoma cells via mitochondrialdependent pathways and inhibition of survival signals. Toxicol. Lett., 2006, vol. 167, pp. 191–200.Zhu L., Chang D.W., Dai L., Hong Y. DNA damage induced by multiwalled carbon nanotubes in mouse embryonic stem cells // Nano. Lett. 2007. V. 7. P.3592–3597.Zhu L., Chang D.W., Dai L., Hong Y. DNA damage induced by multiwalled carbon nanotubes in mouse embryonic stem cells. Nano. Lett., 2007, vol. 7, pp. 3592–3597.Асанов А.Ю., Демикова Н.С., Морозов С.А. Основы генетики и наследственные нарушения развития у детей М.: Академия, 2003. 224 с.Asanov A.Yu., Demikova N.S., Morozov S.A. Fundamentals of genetics and hereditary malformations in children. Moscow, Academy Publ., 2003. 224 p. (in Russian).Бочков Н.П. Клиническая генетика. М.: ГЭОТАР-МЕД, 2002. 448 с.Bochkov N.P. Clinical genetics. Moscow, GEOTAR-MED Publ., 2002. 448 p. (in Russian).Лазюк Г.И., Кириллова И.А., Кравцова Г.И., Кручинский Г.В. Тератология человека. М.: Медицина, 1991. 480 с.Lazyuk G.I., Kirillova I.A., Kravtsova G.I., Kruchinsky G.V. Teratology of person. Moscow, Medicine Publ., 1991. 480 p. (in Russian).Кулешов Н.П., Мутовин Г.Р., Барцева О.Б., Атаева Дж.М. Молекулярно-цитогенетические методы в диагностике хромосомных болезней // Мед. науч. и учебно-метод. журн. 2007. № 37. С. 66–85.Kuleshov N.P., Mutovin G.R., Barceva O.B., Ataeva Dzh.M. Medical Scientific and Educational-Methodical Journal, 2007, no. 37, pp. 66–85 (in Russian).Пикалова Л.В. Применение цитогенетических методов исследования хромосом в радиологии // Молекулярная биология. 2007. Т. 9. URL: www.medline.ruPikalova L.V. Molecular Biology, 2007, vol. 9. URL: www.medline.ru (in Russian)Ингель Ф.И. Перспективы использования микроядерного теста на лимфоцитах крови человека, культивируемых в условиях цитокинетического блока // Экологическая генетика. 2006. Т. V, № 3. С. 7–19.Ingel F. Ecological genetics, 2006, vol. V, no. 3, pp. 7–19 (in Russian).Фрешни Р.Я. Культура животных клеток Бином. Лабора тория знаний. 2010. 706 с.Freshni R.Ya. Culture of animal cells Binom. Laboratory of knowledge 2010. 706 p. (in Russian).Карлов А.В., Хлусов И.А., Зайцев К.В., Дворниченко М.В., Больбасов Е.Н., Чайкина М.В., Аронов Д.А., Розенман Взаимодействие in vivo остеогенных клеток с наноструктурными кальцийфосфатными покрытиями при электронно-индуцированном изменении их поверхностного электрического потенциала // Бюл. СО РАМН. 2010. Т. 30, № 03. С. 105–112.Karlov A.V., Khlusov I.A., Zaitsev K.V., Dvornichenko M.V., Bol'basov E.N., Chaikina M.V., Aronov D., Rosenman G. Bulletin of Siberian Medicine, 2010, vol. 30, no. 3, pp. 105– 112 (in Russian).Хлусов И.А., Пичугин В.Ф., Гостищев Э.А., Шаркеев Ю.П., Сурменев Р.А., Сурменева М.A., Легостаева Е.В., Чайкина М.В., Дворниченко М.В., Морозова Н.С. Влияние физических, химических и биологических манипуляций на поверхностный потенциал кальцийфосфатных покрытий на металлических подложках // Бюл. сиб. медицины. 2011. Т. 10, № 3. С. 72–81.Khlusov I.A., Pichugin V.F., Gostischev E.A., Sharkeyev Yu.P., Surmenev R.A., Surmeneva M.A., Legostayeva Ye.V., Chaikina M.V., Dvornichenko M.V., Morozova N.S. Bulletin of Siberian Medicine, 2011, vol. 10, no. 3, pp. 72–81 (in Russian).Хлусов И.А., Саприна Т.В., Нечаев К.А., Дворниченко М.В., Шевцова Н.М., Зайцев К.В., Попков А.В. Морфофункциональные особенности культуры мононуклеарных клеток крови у больных несовершенным остеогенезом: клинико-диагностическое наблюдение // Бюл. сиб. медицины. 2010. Т. 9, № 6. С. 71–79.Khlusov I.A., Saprina T.V., Nechayev K.A., Dvornichenko M.V., Shevtsova N.M., Zaytsev K.V., Popkov A.V. Bulletin of Siberian Medicine, 2010, vol. 9, no. 6, pp. 71–79 (in Russian).Sillence D.O., Senn A., Danks D.M. Genetic heterogeneity in osteogenesis imperfecta // J. Med. Genet. 1979. V. 16. P. 101–116.Sillence D.O., Senn A., Danks D.M. Genetic heterogeneity in osteogenesis imperfecta. J. Med. Genet., 1979, vol. 16, pp. 101–116.Prockop D.J., Kivirikko K. Collagens: molecular biology, diseases and potentials for therapy // Ann. Rev. Biochem., 1995. V. 64. P. 403–434.Prockop D.J., Kivirikko K. Collagens: molecular biology, diseases and potentials for therapy. Ann. Rev. Biochem., 1995, vol. 64, pp. 403–434.Лучинин В.В. Наноиндустрия и «человеческий капитал» // Наноиндустрия. 2007. № 6. С. 2–8.Luchinin V.V. Nanoindustry, 2007, no. 6, pp. 2–815 (in Russian).Sharkeev Yu.P., Legostaeva E.V., Eroshenko A.Yu., Khlusov I.A., Kashin O.A. The structure and physical and mechanical properties of a novel biocomposite material, nanostructured titanium-calcium-phosphate coating // Composite Interfaces. 2009. V. 16. P. 535–546.Sharkeev Yu.P., Legostaeva E.V., Eroshenko A.Yu., Khlusov I.A. and Kashin O.A. The structure and physical and mechanical properties of a novel biocomposite material, nanostructured titanium-calcium-phosphate coating. Composite Interfaces, 2009, vol. 16, pp. 535–546.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.