Возможности использования полиоксиалканоатов и поликапролактона в качестве сополимерной основы для создания тканеинженерных конструкций в сердечно-сосудистой хирургии
https://doi.org/10.20538/1682-0363-2012-1-128-134
Аннотация
Одной из основных проблем в сердечно-сосудистой хирургии остается отсутствие функционально надежных сосудистых протезов малого диаметра, необходимых для аортокоронарного шунтирования. При этом тканеинженерная конструкция сосуда должна обладать хорошими биомеханическими свойствами, биосовместимостью, гемосовместимостью, достаточной скоростью биодеградации и отсутствием токсичности продуктов своего распада. В статье представлены основные характеристики полиоксиалканоатов и поликапролактона и оценена возможность их использования в качестве возможных полимеров для создания сосудистых графтов. Показана биосовместимость и хорошие физико-механические свойства данных полимеров, а также улучшение их свойств в сополимерных конструкциях.
Об авторах
Л. В. Антонова
НИИ комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний СО РАМН, г. Кемерово
Россия
Россия
М. В. Насонова
НИИ комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний СО РАМН, г. Кемерово
Россия
Россия
Ю. А. Кудрявцева
НИИ комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний СО РАМН, г. Кемерово
Россия
Россия
А. С. Головкин
НИИ комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний СО РАМН, г. Кемерово
Россия
Россия
Список литературы
1. Ахмедов Ш.Д., Афанасьев С.А., Дьякова М.Л. и др. Использование бесклеточного матрикса для формирования новых кровеносных сосудов и сердца методом тканевой инженерии // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2009. Т. IV, № 2. С. 32—39.
2. Босхомджиев А.П., Бонарцев А.П., Махина Т.К. и др. Сравнительное изучение кинетики биодеградации биополимерных систем на основе поли-3-оксибутирата // Биомедицинская химия. 2009. Т. 55, № 6. С. 702—712.
3. Босхомджиев А.П. Изучение биодеструкции и биосовместимости полимерных систем на основе полиоксиалканоатов: автореф. дис. … канд. мед. наук. М., 2010. 28 с.
4. Волков А. В. Синтетические материалы на основе полимеров органических кислот в тканевой инженерии // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2005. № 2. С. 43—45.
5. Волова Т.Г., Севастьянов В.И., Шишацкая Е.И. Полиоксиалканоаты — биоразрушаемые полимеры для медицины. Красноярск: Группа компаний «Платина», 2006. 288 с.
6. Григорян А.С., Кругляков П.В. Применение в тканевой инженерии крупных сосудов трансплантатов на основе аутогенных мононуклеарных клеток костного мозга // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2009. Т. IV, № 3. С. 37—41.
7. Марковцева М.Г., Немец Е.А., Севастьянов В.И.. Пористые трехмерные носители для культивирования и трансплантации клеток на основе сополимера гидроксибутирата с гидроксивалератом // Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2006. Т. 8, № 4. С. 77—79.
8. Севастьянов В.И., Розанова И.Б., Цейтлина Е.А. и др. Методология отбора гемосовместимых материалов в условиях in vitro для искусственных органов // Мед. тех-ника. 1990. № 4. С. 26—29.
9. Севастьянов В.И., Немец Е.А. Пути повышения гемо-совместимости биомедицинских изделий // Биосовме-стимость / под ред. В.И. Севастьянова. М.: ИЦ ВНИИ геосистем, 1999. С. 295—352.
10. Чапут К., Ассад М., Яхиа Х. и др. Оценка цитотоксичности и гемолитической активности бактериальных сополимеров на основе полигидроксибутирата в условиях in vitro // Биосовместимость. 1995. Т. 3, № 1—2. С. 31—42.
11. Чапут К., Яхиа Х., Ландри Д. и др. Полигидроксибутират бактериального происхождения как поверхность для культивирования фибробластов связок позвоночника пациента // Биосовместимость. 1995. Т. 3, № 1—2. С. 21—30.
12. Шишацкая Е.И., Еремеев А.В., Гительзон И.И. Исследование цитотоксичности полиоксиалканоатов в культуре животных клеток // Докл. РАН. 2000. Т. 374, № 4. С. 561—564.
13. Шишацкая Е.И., Еремеев А.В., Гительзон И.И. Исследование свойств биодергадируемых полимеров (полиоксиалканоатов) в культуре животных клеток // Перспективные материалы. 2001. № 3. С. 40—47.
14. Шишацкая Е.И., Волова Т.Г., Пузырь А.П. и др. Биоде-градация полиоксиалканоатов в биологических средах // Перспективные материалы. 2002. № 2. С. 57—62.
15. Шишацкая Е.И. Клеточные матриксы из резорбируемых полигидроксиалканоатов // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2007. Т II, № 2. С. 68—72.
16. Abe H., Doi Y., Hori Y. et al. Physical properties and enzy-matic degradability of copolymers of poly [(R)-3-hydro-xybutyric acid] and (S,S)-lactet // Polymer. 1997. V. 39. P. 59—67.
17. Bolgen N., Menceloglu Y.Z., Acatay K. et al. In vitro and in vivo degradation of non-woven materials made of poly(e-caprolactone) nanofibers prepared by electrospinningunder different conditions // J. Biomater. Scin. Polym. Ed. 2005. № 16. P. 1537—1555.
18. Borkenhagen M., Stoll R.C., Sulter U.W. et al. In vivo per-formance of new biodegradable polyester system used as a nerve guidance channel // Biomaterials. 1998. V. 19, № 23. P. 2155—2165.
19. Canetti M., Urso M., Sadacco P. Influence of the morpho-logy and of the supermolecular structure on the enzymatic degradation of bacterial poly(3-hydroxybutyrate) // Polymer. 1999. V. 40. P. 2587—2594.
20. Chaput C., Yahia L., Selmani A. et al. Natural Poly(hydroxibutirate-hydroxyvalerate) polymers as degra¬dable biomaterial // Res. Soc. Symp. Proc. 1995. V. 394. P. 111—116.
21. Entholzner E., Mielke I., Piclilmeier R. et al. EEG changes during sedation with gamma-hydroxybutyric acid // Anesthe-tist. 1995. V. 44. P. 345—350.
22. Gogolewski S., Javanovic M., Perren S.M. The effect of melt-processing on the degradation of selected polyhydroxy-acids: polylactides, polyhydroxybutyrate and polyhydroxy-butyrate-co-valerates // Degradation and Stability. 1993. V. 40. P. 313—322.
23. Hasircii V. Biodegradable biomedical polymers // Biomaterials and Bioengineering Handbook (Wase D.L. Ed). New York: Marcel Dekker. 2000. P. 141—155.
24. Hiraide A., Katayama M. Use of 3-hydroxybutyric acid as an energy source // European Patent Application № 355453 A2. 1990.
25. Hocking P.J., Marchessault R.H. Biopolyeaters // Chemistry and Technology of Biodegradable Polymers / Ed. G.J. Griffin. Glasgow: Blackie, 1994. P. 48—96.
26. Hoffmann G.F., Meier-Augenstein W., Stockler S. et al. Physiology and pathophysiology of organic acids in cerebro-spinal fluid // J. Inherit Metab. Dis. 1993. № 16 (4). P. 648—669.
27. Holmes P. Applications of PHB — a microbially produced biodegradadle thermoplastic // Phys. Technol. 1985. V. 16. P. 32—36.
28. Jendrossek D., Schirmer A., Schlegel H. Biodegradation of polyhydroxyalcanoic acids // Appl. Microbiol. Biotechnol. 1996. V. 46. P. 451—463.
29. Jendrosser D., Handrick R. Microbial degradation of Poly-hydroxyalcanoates // Annu. Rev. Microbiol. 2002. V. 56. P. 403—432.
30. Kumagai Y., Doi Y. Physical properties and biodegradability of blends of isotactic and atactic poly(3-hydroxybutyrate) // Macromol. Chem. Rapid. Commun. 1992. V. 13. P. 179—183.
31. Lee S.Y., Choi Ji., Han K. et al. Removal of Endotoxin du-ring Purification of poly(3-Hydroxybutyrate) from Gram-negative Bacteria // Appl. Environ. Microbiol. 1999. V. 65. P. 2762—2764.
32. Lee S., Kim B., Kim S. et al. Elastic biodegradable poly(glycolide-co-caprolactone) scaffold for tissue engineering // J. of biomedical materials research. Part A. 2003. № 66 (1). P. 29—37.
33. Luo S., Netravali A.N. Characterisation of henequen fibers and the henequen fiber/poly(hydroxybutyrate-co-hyd-roxyvalerate) interface // J. Adhesion Sci. Technol. 2001. V. 15. № 4. P. 423—437.
34. Malm T., Bowald S., Karacagil S. et al. A new biodegrad-able patch for closure of atrial septal detect. An experimen-talstudy // Scand. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1992. V. 26, № 1. P. 9—14.
35. Miller N.D., Williams D.F. On the biodegradation of poly-β-hydroxybutyrate (PHB) homopolimer and poly-β-hydroxybutyrate-hydroxyvalerate copolymers // Biomater. 1987. V. 8. P. 129—137.
36. Nelson T., Kaufman E., Kline J. et al. The extraneural distri-bution of hydroxybutyrate // Neurochem. 1981. V. 37. P. 1345—1348.
37. Neuss S., Apel C., Buttler P. et al. Assesment of stem cell/biomaterial combinations for stem cell-based tissue en-gineering // Biomaterials. 2008. № 29. Р. 302—313.
38. Noishki Y., Tomizawa Y., Yamane Y. et al. Autocrine angio-genic vascular prosthesis with bone marrow transplantation // Nature Med. 1996. V. 2. P. 90—93.
39. Nottelet B., Pektok E., Mandracchia D. et al. Factorial de-sign optimization and in vivo feasibility of poly(e-caprolactone)-micro- and nanofiber-based small diameter vascular grafts // J. of Biomedical Materials Research. 2008. Part A. P. 865—875.
40. Pankajakshan D., Krishnan K., Krishnan L. Vascular tissue generation in response to signaling molecules integrated with a novel poly(ε-caprolactone)-fibrin hybrid scaffold // J. Tissue Eng. Regen. Med. 2007. № 1. P. 389—397.).
41. Pasic M., Vullerglauser W., Odermatt B. et al. Seeding with omental cells prevents late neointimal hyperplasia in small-diameter Dacron grafts // Circulation. 1995. V. 92. P. 409—415.
42. Reuch R.N., Sparrow A.W., Gardiner J. Transport of poly-beta-hydroxybutyrate in human plasma // Biochim. Boiphys. Acta. 1992. V. 1123. P. 33—40.
43. Rouxhet L., Legras R., Schneider Y. Interactions between bi-odegradable polymer poly(hydroxybutyrate-hydroxy¬valerate), proteins and macrophages // Macromol. Symp. 1998. V. 130. P. 347—366.
44. Saad B., Ciardelli G., Vatter S. et al. Characterizatoin of the cell response of cultured macrophages and fibroblasts to particles of short-chain poly [(R)-3-hydroxybutyric acid] // J. Biomed. Mater. Res. 1996. V. 30, № 4. P. 429—439.
45. Serrano M.C., Pagani R., Vallet-Regi M. et al. In vitro bio-compatibility assessment of poly(epsilon-caprolactone) films using L929 mouse fibroblasts // Biomaterials. 2004. № 25. P. 5603—5611.
46. Shoemaker J.D., Elliott W.H. Automated screening of urine samples for carbohydrates, organic and amino acids after treatment with urease // J. Chromatogr. 1991. V. 562 (1—2). P. 125—138.
47. Tokiwa Y., Ywamoto A., Takeda K. Biodegradable plastic composition, biodegradable plastic shaped body and method of producting same // US Patent № 5124371. 1992.
48. Venugopal J., Ma L.L., Yong T. et al. In vitro study of smooth muscle cells on polycaprolactone and collagen nanofibrous matrices // Cell Biol. Int. 2005. V. 29. P. 861—867.
49. Volova T.G. Microbial polyhydroxyalkanoates — plastic ma-terials of the 21st century (biosyntesis, properties, applications) // Nova Science Pub. Inc. N. Y. 2004. 283 p.
Рецензия
Для цитирования:
Антонова Л.В., Насонова М.В., Кудрявцева Ю.А., Головкин А.С. Возможности использования полиоксиалканоатов и поликапролактона в качестве сополимерной основы для создания тканеинженерных конструкций в сердечно-сосудистой хирургии. Бюллетень сибирской медицины. 2012;11(1):128-134. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2012-1-128-134
For citation:
Antonova L.V., Nasonova M.V., Kudryavtseva Yu.A., Golovkin A.S. Potential for polyhydroxyalkanoates and policaprolactone copolymer use as tissue-engineered scaffolds in cardiovascular surgery. Bulletin of Siberian Medicine. 2012;11(1):128-134. (In Russ.) https://doi.org/10.20538/1682-0363-2012-1-128-134
Просмотров:
802
Послать статью по эл. почте 