Медицинская Техника / Медицинская техника №3, 2017 / с. 9-11

Перфузионный биореактор для создания тканеинженерных конструкций

В.И. Севастьянов, Ю.Б. Басок, А.М. Григорьев, Л.А. Кирсанова, В.Н. Василец

Аннотация

Проведены эксперименты по разработке конструкции проточного биореактора. Собрана система, представляющая собой помещенный в СО2-инкубатор малогабаритный биореактор с четырьмя ячейками для создания тканеинженерных конструкций, позволяющий проводить долговременные эксперименты в условиях потока и стерильности при заданных параметрах влажности и температуры культуральной и газовой сред. Для минимизации отрицательного действия потока на жизнеспособность клеток были оптимизированы скорость циркуляции культуральной среды и избыточное давление в проточных ячейках. Функциональная эффективность разработанного биореактора была продемонстрирована на примере хондрогенной дифференцировки клеток в клеточно-инженерной конструкции, состоящей из биополимерного микрогетерогенного коллагенсодержащего гидрогелевого матрикса, мезенхимальных стромальных клеток жировой ткани человека и дифференцировочной хондрогенной среды.

Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Виктор Иванович Севастьянов, д-р биолог. наук, профессор, зав. отделом биомедицинских технологий и тканевой инженерии,
Юлия Борисовна Басок, канд. биолог. наук, ст. научный сотрудник,
Алексей Михайлович Григорьев, канд. биолог. наук, ст. научный сотрудник,
Людмила Анафилофьевна Кирсанова, канд. биолог. наук, ст. научный сотрудник,
Виктор Николаевич Василец, д-р хим. наук, вед. научный сотрудник, ФГБУ «ФНЦТИО им. акад. В.И. Шумакова» Минздрава России, г. Москва,
e-mail: viksev@yandex.ru

Список литературы

1. Sart S., Agathos S.N., Li Y., Ma T. Regulation of mesenchymal stem cell 3D microenvironment: From macro to microfluidic bioreactors // Biotechnol. J. 2016. Vol. 11. № 1. PP. 43-57.
2. Jin G., Yang G.H., Kim G. Tissue engineering bioreactor systems for applying physical and electrical stimulations to cells // J. Biomed. Mater. Res. B. Appl. Biomater. 2015. Vol. 103. № 4. PP. 935-948.
3. Massai D., Cerino G., Gallo D., Pennella F., Deriu M.A., Rodriguez A., Montevecchi F.M., Bignardi C., Audenino A., Morbiducci U. Bioreactors as engineering support to treat cardiac muscle and vascular disease // J. Healthc. Eng. 2013. Vol. 4. № 3. PP. 329-370.
4. Schulz R.M., Bader A. Cartilage tissue engineering and bioreactor systems for the cultivation and stimulation of chondrocytes // Eur. Biophys. J. 2007. Vol. 36. № 4-5. PP. 539-568.
5. Guha Thakurta S., Kraft M., Viljoen H.J., Subramanian A. Enhanced depth-independent chondrocyte proliferation and phenotype maintenance in an ultrasound bioreactor and an assessment of ultrasound dampening in the scaffold // Acta. Biomater. 2014. Vol. 10. № 11. PP. 4798-4810.
6. ГОСТ Р ИСО 10993.5-99 Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 5. Исследование на цитотоксичность: методы in vitro.
7. Егорова В.А., Пономарева А.С., Богданова Н.Б. и др. Характеристика фенотипа мезенхимальных стволовых клеток из жировой ткани человека методом проточной цитометрии // Технологии живых систем. 2009. Т. 6. № 5. С. 40-46.
8. Севастьянов В.И. Биоматериалы, системы доставки лекарственных веществ и биоинженерия // Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2009. Т. XI. № 3. С. 69-80.
9. Севастьянов В.И., Перова Н.В. Биополимерный гетерогенный гидрогель Сферо®ГЕЛЬ – инъекционный биодеградируемый имплантат для заместительной и регенеративной медицины // Практическая медицина. 2014. Т. 84. № 8. С. 120-126.
10. Севастьянов В.И. Технологии тканевой инженерии и регенеративной медицины // Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2014. Т. 16. № 3. С. 93-108.
11. Heiner A.D., Martin J.A. Cartilage responses to a novel triaxial mechanostimulatory culture system // Journal of Biomechanics. 2004. Vol. 37. PP. 689-695.
12. Baumgartner W., Welti M., Hild N., Hess S.C., Stark W.J., Bьrgisser G.M., Giovanoli P., Buschmann J. Tissue mechanics of piled critical size biomimetic and biominerizable nanocomposites: Formation of bioreactor-induced stem cell gradients under perfusion and compression // J. Mech. Behav. Biomed. Mater. 2015. Vol. 47. PP. 124-134.