×
30.03.2019
219.016.f94c

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОДЕГРАДИРУЕМЫХ СКАФФОЛДОВ ИЗ ФИБРОИНА ШЕЛКА С УЛУЧШЕННЫМИ БИОЛОГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к биотехнологии, в частности к получению биодеградируемых скаффолдов. Способ включает смешение водного раствора фиброина шелка с микрочастицами межклеточного матрикса размером менее 0,5 мм при соотношении компонентов водный раствор фиброин шелка 10-95 масс. % и частицы межклеточного матрикса 90-5 масс. %. Далее вносят диметилсульфоксид до конечной концентрации 0,5-2%. Из полученной смеси формируют изделия необходимой формы и выдерживают не менее 5 дней при температуре от -10 до -80°С. После чего производят размораживание изделий в 96% этиловом спирте в течение 0,5-10 ч со сменой этилового спирта не менее 3 раз. Изобретение позволяет получить биодеградируемые скаффолды с оптимизацией культуральных условий для прикрепления и пролиферации клеток при сохранении механической прочности и эластичности. 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к медицине, а именно, к регенеративной медицине и тканевой инженерии, конкретно, к способам получения биодеградируемых скаффолдов, используемых для восстановления поврежденных органов и тканей.

Одной из актуальных проблем современной трансплантологии является нехватка донорских органов для пересадки. Решением этой проблемы может стать создание искусственных органов и тканей, представляющих собой конструкции, содержащие матриксный и клеточный компоненты. Выбор материала, который будет использоваться как каркас будущего искусственного органа, является первостепенной задачей. Этот материал должен максимально точно имитировать свойства нативного межклеточного матрикса и выполнять его функции: определять физические свойства тканей, обеспечивать адгезию, пролиферацию, дифференцировку и миграцию клеток. В настоящее время в качестве таких материалов рассматривают как синтетические материалы, так и материалы природного происхождения.

Одним из универсальных материалов, используемых в качестве каркасного компонента, является фиброин шелка из коконов тутового шелкопряда Bombyx mori. Фиброин обладает свойствами, которые позволяют формировать из него различные изделия: покрытия, пленки, трубки, пористые матриксы, микро- и наночастицы, гели - а также широко использовать его в тканевой инженерии как самостоятельный материал, так и в составе композитов. К таким свойствам можно отнести его механические показатели, позволяющие осуществлять хирургические манипуляции, а так же возможность контроля скорости биодеградации за счет регулирования конформационного состояния белка [Сафонова Л.А. Боброва М.М., Агапова О.И., Котлярова М.С., Архипова А.Ю., Мойсенович М.М., Агапов И.И. Биологические свойства пленок из регенерированного фиброина шелка // Современные технологии в медицине. - 2015. - Том 7. - №3. - С. 6-13.]. Однако, изделия из чистого фиброина шелка обладают низкими адгезионными свойствами для клеток млекопитающих.

Известен способ получения биодеградируемых скаффолдов из фиброина шелка, включающий внесение в состав скаффолда, по меньшей мере, одного биодеградируемого полимера, способствующего адгезии и пролиферации клеток млекопитающего [US 7842780] (прототип). Известный способ предполагает включение в рабочий раствор фиброина шелка биодеградируемого полимера.

Однако при использовании в регенеративной медицине биодеградируемые скаффолды, полученные по указанному выше способу, не позволяют воссоздать нативные условия - трехмерное микроокружение и комплекс молекулярно-биологических сигналов для клеток млекопитающих.

Техническая проблема заключается в создании биодеградируемых скаффолдов, обеспечивающих одновременно нативные условия существования для клеток млекопитающего и обладающих механическими свойствами, позволяющими формировать из него изделия различных размеров и формы.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в одновременном достижении комплекса характеристик у биодеградируемых скаффолдов, включая оптимизацию культуральных условий для прикрепления и пролиферации клеток при сохранении механической прочности и эластичности путем сочетанного введения в рабочий раствор (композицию) для получения скаффолдов водного раствора фиброина шелка и микрочастиц межклеточного матрикса при определенном соотношении компонентов.

Нами было установлено, что при соединении в рабочем растворе указанных компонентов они сохраняют свои свойства. Причем эти свойства сохраняются и в биодеградируемых скаффолдах, полученных из такого рабочего раствора.

Сущность изобретения состоит в следующем.

При изготовлении биодеградируемых скаффолдов суспензию микрочастиц межклеточного матрикса размером менее 0,5 мм, по меньшей мере, одной ткани млекопитающего, смешивают с водным раствором фиброина шелка при следующем соотношении компонентов, масс. %:

водный раствор фиброин шелка 10-95
частицы межклеточного матрикса 90-5.

Затем вносят диметилсульфоксид до конечной концентрации 0,5-2%. Из полученной смеси формируют изделия необходимой формы и выдерживают не менее 5 дней при температуре от -10°С до -80°С. После чего производят размораживание изделий в 96% этиловом спирте в течение 0,5-10 часов со сменой этилового спирта не менее 3 раз.

Изобретения поясняются следующими фигурами

На фиг. 1 представлено изображение поры биодеградируемого скаффолда из фиброина шелка, на фиг. 2 изображение поры биодеградируемого скаффолда из фиброина шелка с внесенными в состав скаффолда микрочастицами децеллюляризованного межклеточного матрикса ткани печени. Изображения получены методом сканирующей электронной микроскопии, увеличение ×200.

Способ получения биодеградируемых скаффолдов осуществляется следующим образом.

Суспензию частиц межклеточного матрикса размером менее 0,5 мм, по меньшей мере, одной ткани млекопитающего, смешивают, тщательно перемешивая, с водным раствором фиброина шелка при следующем соотношении компонентов, масс. %:

водный раствор фиброин шелка 10-95
частицы межклеточного матрикса 90-5.

В качестве ткани млекопитающего суспензия может содержать одну из следующих тканей млекопитающего, например человека или крысы: ткань сердца, ткань легкого, ткань мозга, ткань печени, ткань почки, ткань поперечнополосатой мышцы, ткань кожи, что расширяет возможности способа при применении в регенеративной медицине.

Затем вносят диметилсульфоксид до конечной концентрации 0,5-2%. Из полученной смеси формируют изделия необходимой формы, например, в культуральном 48- или 96-луночном планшете, аккуратно внося смесь в лунки и не позволяя смеси отстояться, и выдерживают не менее 5 дней при температуре в диапазоне (-10°С)-(-80°С). После чего производят размораживание изделий, внося в форму с изделием 96% этиловый спирт, в течение 0,5-10 часов со сменой этилового спирта не менее 3 раз. Далее изделие извлекают из формы и хранят в 70% этаноловом спирте.

Для доказательства возможности реализации заявленного назначения и достижения указанного технического результата приводим следующие данные.

В качестве примера реализации получения биодеградируемых скаффолдов представлено изображение макропоры биодеградируемого скаффолда из фиброина шелка с внесенными в состав скаффолда микрочастицами децеллюляризованного межклеточного матрикса ткани печени (в соответствии с предлагаемым способом) (фиг. 2), полученное методом сканирующей электронной микроскопии.

Ткань печени человека была децеллюляризована раствором натрий-фосфатного буфера рН 7,4, содержащим в качестве детергентов тритон X-100 с концентрацией 3% и додецилсульфат натрия с концентрацией 0,1%; и раствором трипсина с концентрацией 0,025% в течение 10 дней. Предварительно ткань печени была измельчена ножницами до размера 0,5-3 мм. Децеллюляризованный межклеточный матрикс ткани печени человека был отмыт раствором натрий-фосфатного буфера рН 7,4 в течение 24 часов. После чего была произведена заморозка децеллюляризованного межклеточного матрикса ткани печени человека в жидком азоте, а затем было произведено измельчение децеллюляризованного межклеточного матрикса ткани до размера частиц меньше 0,5 мм при помощи ступки и пестика. Далее было произведено выделение фракции микрочастиц децеллюляризованного межклеточного матрикса ткани печени человека размером 1 мкм и меньше путем центрифугирования по 10 минут при 1350 g два раза, отбора супернатанта и повторного центрифугирования по 10 минут при 12100 g 8 раз. Затем был изготовлен биодеградируемый скаффолд методом замораживания-оттаивания из смеси раствора фиброина шелка и суспензии микрочастиц децеллюляризованного межклеточного матрикса ткани, доля которых по массе составляет 30% от общей массы смеси. Для этого к композиции, включающей раствор фиброина шелка и суспензию микрочастиц децеллюляризованного межклеточного матрикса ткани, вносят диметилсульфоксид до конечной концентрации 1%; из полученной смеси формируют изделия в 96-луночном культуральном планшете и выдерживают 7 дней при температуре от -20°С, после чего производят размораживание изделий в 96% этиловом спирте в течение 2 часов с четырехкратной сменой этилового спирта. Для сравнения на фиг. 1 приведено изображение макропоры биодеградируемого скаффолда из фиброина шелка. При сравнении микрофотографий модифицированного и немодифицированного биодеградируемого скаффолда из фиброина шелка можно увидеть, что предлагаемый способ обработки приводит к изменению поверхности макропор биодеградируемого скаффолда из фиброина шелка, что обеспечивает нативное микроокружение для клеток млекопитающих как за счет биохимического состава микрочастиц, так и за счет увеличения шероховатости поверхности макропор.

Был проведен сравнительный анализ адгезии клеток культуры гепатокарциномы человека Hep G2 на модифицированном (предлагаемом нами) и немодифицированном биодеградируемом скаффолде из фиброина шелка. Было выявлено, что уровень адгезии клеток на модифицированном скаффолде на 30% выше, чем на немодифицированном скаффолде из фиброина шелка. Механические свойства скаффолда, полученного предлагаемым способом, аналогичны таковым у скаффолда-прототипа.


СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОДЕГРАДИРУЕМЫХ СКАФФОЛДОВ ИЗ ФИБРОИНА ШЕЛКА С УЛУЧШЕННЫМИ БИОЛОГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-20 of 21 items.
15.03.2020
№220.018.0c2e

Способ получения тканеспецифического матрикса для тканевой инженерии хряща

Изобретение относится к медицине, а именно к области биотехнологии. Способ включает нарезание суставного хряща свиньи фрагментами размером не более 0,5 см, измельчают и выделяют частицы размером от 100 мкм до 250 мкм. Далее выполняют децеллюляризацию: не менее 3 циклов охлаждения при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716577
Дата охранного документа: 12.03.2020
29.06.2020
№220.018.2cef

Способ искусственного кровообращения при реконструктивной операции на дуге аорты

Изобретение относится к медицине, а именно к сердечно-сосудистой хирургии, медицинской технике. Используют систему, включающую соединенные между собой физиологический и перфузионный блоки. Сначала проводят искусственное кровообращение (ИК) параллельно с антеградной фармакохолодовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724871
Дата охранного документа: 25.06.2020
01.07.2020
№220.018.2d18

Устройство и способ управления потоком крови роторных насосов

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к экстракорпоральным и имплантируемым устройствам механической поддержки кровообращения (МПК). Система МПК включает роторный насос с блоком управления насосом, входную магистраль насоса для подключения к левому желудочку сердца и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725083
Дата охранного документа: 29.06.2020
20.04.2023
№223.018.4bc8

Способ неинвазивной диагностики фиброза миокарда у реципиентов сердечного трансплантата

Изобретение относится к медицине, а именно к трансплантации органов и клинической лабораторной диагностике. У реципиентов сердца в плазме периферической крови определяют уровни экспрессии микроРНК-27 и микроРНК-339. При уровне выше -4,33 и -5,24 относительных единиц соответственно диагностируют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002760093
Дата охранного документа: 22.11.2021
16.05.2023
№223.018.63d6

Биополимерный материал для клеточно-инженерных и/или тканеинженерных конструкций и способ его получения

Изобретение относится к области биохимии, клеточной биологии и медицине, в частности к биополимерному материалу для клеточно-инженерных и тканеинженерных конструкций, а также способу его получения. Указанный материал обладает губчатой морфологией с системой взаимосвязанных макропор сечением от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002774947
Дата охранного документа: 24.06.2022
22.05.2023
№223.018.6b51

Способ трансплантации сердца

Изобретение относится к медицине, а именно к трансплантологии. После подготовки левого и правого предсердий реципиента для пришивания сердца донора анастомозируют левые предсердия донора и реципиента. Затем сшивают край правого предсердия донора с межпредсердной перегородкой сердца реципиента....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002795759
Дата охранного документа: 11.05.2023
02.06.2023
№223.018.75bd

Способ бесферментного получения островковой ткани из поджелудочной железы

Настоящее изобретение относится к клеточной биологии и медицине и представляет собой способ получения β-клеток поджелудочной железы взрослого кролика. Для осуществления указанного способа сначала поджелудочную железу взрослого кролика помещают в раствор Хэнкса, охлажденный до 4 °С. Затем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002796462
Дата охранного документа: 24.05.2023
16.06.2023
№223.018.7ab2

Устройство и способ бивентрикулярного обхода сердца

Группа изобретений относится к медицинской технике. Система бивентрикулярного обхода сердца (БОС) содержит левый и правый роторные насосы крови, связанные с блоком управления насосами. Блок управления насосами обеспечивает заданную скорость вращения рабочего колеса каждого насоса постоянной....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002734142
Дата охранного документа: 13.10.2020
16.06.2023
№223.018.7ad9

Устройство управления потоком крови в аппаратах сердечно-легочного обхода

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к аппаратам искусственного кровообращения (АИК) и экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЭКМО). Устройство управления потоком крови в аппарате сердечно-легочного обхода включает роторный насос, входную и выходную магистрали насоса....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002732312
Дата охранного документа: 15.09.2020
16.06.2023
№223.018.7ada

Искусственное сердце

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к экстракорпоральным и имплантируемым устройствам механической поддержки кровообращения. Искусственное сердце содержит левый и правый роторные насосы крови. Каждый насос связан с блоком управления насосами, обеспечивающим заданную скорость...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002732084
Дата охранного документа: 11.09.2020
Showing 11-20 of 27 items.
25.08.2017
№217.015.b5d1

Средство, обладающее нейропротекторными свойствами в эксперименте и способ его получения

Группа изобретений относится к области создания средства, обладающего нейропротекторными свойствами в эксперименте, включающего биодеградируемый полимерный матрикс на основе фиброина шелка с иммобилизированным пептидом-агонистом рецептора ПАР1, освобождаемым активированным протеином С в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614694
Дата охранного документа: 28.03.2017
25.08.2017
№217.015.be98

Биорезорбируемый микроноситель для доставки клеток в область заживления и регенерации ран

Изобретение относится к области биотехнологии и медицины. Предложен биорезорбируемый микроноситель для доставки клеток в область повреждения ткани кожи для заживления и регенерации ран. Микроноситель представляет собой частицы диаметром 50-300 мкм с отрицательным зарядом при значениях рН...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616866
Дата охранного документа: 18.04.2017
25.08.2017
№217.015.bfd0

Способ нейропротекции в эксперименте

Изобретение относится к области создания способа нейропротекции в эксперименте, включающего введение средства, содержащего биодеградируемый полимерный матрикс на основе фиброина с иммобилизированным пептидом-агонистом рецептора ПАР1, освобождаемым активированным протеином С. Использование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616509
Дата охранного документа: 17.04.2017
25.08.2017
№217.015.c0c0

Сканирующее устройство локального воздействия

Изобретение предназначено для исследования и модификации поверхности измеряемых объектов с помощью источников излучения. Сканирующее устройство локального воздействия включает образец (1) с первой (2) и второй поверхностями (3), зонд (4) с острием (5), закрепленный в модуле зонда (7), сканер...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617542
Дата охранного документа: 25.04.2017
25.08.2017
№217.015.c2fd

Координатный стол

Изобретение относится к устройствам точной механики и может быть использовано в системах сближения зонда и образца в сканирующей зондовой микроскопии. Координатный стол содержит первый базовый элемент 1 с первой направляющей 2 по первой координате X, на котором установлен второй базовый элемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618073
Дата охранного документа: 02.05.2017
04.04.2018
№218.016.2f70

Способ восстановления кожного покрова

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для восстановления кожного покрова у субъекта. Для этого в область повреждения кожи вводят суспензию, содержащую биорезорбируемый носитель с композицией клеток фибробластов и кераноцитов на поверхности. При этом носитель представляет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644633
Дата охранного документа: 13.02.2018
04.04.2018
№218.016.3196

Способ формирования биорезорбируемых фиброиновых пленок с использованием метакрилированного желатина

Изобретение относится к биотехнологии и медицине, а точнее к созданию биорезорбируемых, биосовместимых, фотоотверждаемых композитных пленок. Способ получения биорезорбируемых фиброиновых пленок включает стадии: метакрилирования желатина путем растворения навески сухого желатина в К-фосфатном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645200
Дата охранного документа: 16.02.2018
04.04.2018
№218.016.327c

Сканирующий зондовый нанотомограф с модулем оптического анализа

Изобретение относится к области зондовых измерений объектов после их микро- и нанотомирования. Сущность изобретения заключается в том, что в сканирующий зондовый нанотомограф с модулем оптического анализа, содержащий основание 1, на котором установлен блок пьезосканера 2, блок зонда 10 и блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645437
Дата охранного документа: 21.02.2018
10.05.2018
№218.016.386e

Средство для фотодинамической терапии

Группа изобретений относится к области медицины и фармацевтики, а именно к средству для фотодинамической терапии, которое включает: 13(1)-N-{2-[N-(клозо-монокарбадодекаборан-1-ил)-метил]аминоэтил}амид-15(2),17(3)-диметилового эфир хлорина е6 – 0,047 мас.%, фосфатидилхолин – 7,808 мас.%,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646834
Дата охранного документа: 07.03.2018
18.05.2018
№218.016.50b6

Способ получения биодеградируемых скаффолдов на основе тканей из натурального шелка

Изобретение относится к области клеточной биологии и биотехнологии, конкретно к получению биодеградируемых скаффолдов на основе тканей из натурального шелка. Способ включает обработку ткани из натурального шелка водно-спиртовым раствором хлорида кальция при молярном соотношении хлорида кальция,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653428
Дата охранного документа: 08.05.2018
+ добавить свой РИД