Архив номеров
Медицинская Техника / Медицинская техника №4, 2022 / с. 1-3

Перфузионный биореактор для длительного исследования динамики формирования тканевых эквивалентов

                                

Ю.Б. Басок, А.М. Григорьев, Л.А. Кирсанова, А.Д. Кириллова, В.И. Севастьянов


Аннотация

Представлены результаты по модифицированию перфузионного биореактора, предназначенного для формирования тканевых эквивалентов в условиях долговременного культивирования с возможностью оксигенации среды. Конструкция устройства позволяет исследовать морфологию клеточно-инженерных конструкций на четырех сроках культивирования в условиях потока, а также в постоянном режиме проводить мониторинг рН, содержания O2, CO2 и основных метаболитов в культуральной среде на протяжении всего эксперимента. Функциональная эффективность биореактора подтверждена на примере «выращивания» тканевого эквивалента хряща в течение 25 суток с сохранением жизнеспособности клеточной культуры, постоянных значений основных параметров и стерильности культуральной среды.


Сведения об авторах

Юлия Борисовна Басок, д-р биолог. наук, зав. отделом,
Алексей Михайлович Григорьев, канд. биолог. наук, ст. научный сотрудник,
Людмила Анфилофьевна Кирсанова, канд. биолог. наук, ст. научный сотрудник,
Александра Дмитриевна Кириллова, канд. биолог. наук, лаборант-исследователь, отдел биомедицинских технологий и тканевой инженерии, ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова» Министерства здравоохранения Российской Федерации,
Виктор Иванович Севастьянов, д-р биолог. наук, профессор, гл. специалист, отдел подготовки научных и медицинских кадров, ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова» Министерства здравоохранения Российской Федерации, АНО «Институт медико-биологических исследований и технологий»,
г. Москва,

Список литературы

1. Ravichandran A., Liu Y., Teoh S.H. Review: Bioreactor design towards generation of relevant engineered tissues: Focus on clinical translation // J. Tissue Eng. Regen. Med. 2018. Vol. 12. № 1. PP. e7-e22.
2. Pennarossa G., Arcuri S., De Iorio T., Gandolfi F., Brevini T.A.L. Current advances in 3D tissue and organ reconstruction // Int. J. Mol. Sci. 2021. Vol. 22. № 2. P. 830.
3. Гуллер А.Е., Гребенюк П.Н., Шехтер А.Б., Звягин А.В., Деев С.М. Тканевая инженерия опухолей с использованием биореакторных технологий // Acta Naturae (русскоязычная версия). 2016. Т. 8. № 3 (30). С. 49-65.
4. Басок Ю.Б., Севастьянов В.И. Технологии тканевой инженерии и регенеративной медицины в лечении дефектов хрящевой ткани суставов // Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2016. Т. 18. № 4. С. 102-122.
5. Princz S., Wenzel U., Tritschler H., Schwarz S., Dettmann C., Rotter N., Hessling M. Automated bioreactor system for cartilage tissue engineering of human primary nasal septal chondrocytes // Biomed. Tech. 2017. Vol. 62. № 5. PP. 481-486.
6. Nazempour A., Quisenberry C.R., Abu–Lail N.I., Van Wie B.J. Combined effects of oscillating hydrostatic pressure, perfusion and encapsulation in a novel bioreactor for enhancing extracellular matrix synthesis by bovine chondrocytes // Cell Tissue Res. 2017. Vol. 370. № 1. PP. 179-193.
7. Selden C., Fuller B. Role of bioreactor technology in tissue engineering for clinical use and therapeutic target design // Bioengineering (Basel). 2018. Vol. 5. № 2. P. 32.
8. Wang N., Tytell J.D., Ingber D.E. Mechanotransduction at a distance: Mechanically coupling the extracellular matrix with the nucleus // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2009. Vol. 10. № 1. PP. 75-82.
9. Aprile P., Kelly D.J. Hydrostatic pressure regulates the volume, aggregation and chondrogenic differentiation of bone marrow derived stromal cells // Front. Bioeng. Biotechnol. 2021. Vol. 303. P. 619914.
10. Севастьянов В.И., Басок Ю.Б., Григорьев А.М., Кирсанова Л.А., Василец В.Н. Перфузионный биореактор для создания тканеинженерных конструкций // Медицинская техника. 2017. Т. 303. № 3. С. 9-11.
11. Sevastianov V.I., Basok Yu.B., Grigoriev A.M., Kirsanova L.A., Vasilets V.N. Application of tissue engineering technology for formation of human articular cartilage in perfusion bioreactor // Russian Journal of Transplantology and Artificial Organs. 2017. Vol. 19. № 3. PP. 81-92.
12. Van Wenum M., Adam A., van der Mark V.A., Chang J.C., Wildenberg M.E., Hendriks E.J., Jongejan A., Moerland P.D., van Gulik T.M., Oude Elferink R.P., Chamuleau R., Hoekstra R. Oxygen drives hepatocyte differentiation and phenotype stability in liver cell lines // J. Cell Commun. Signal. 2018. Vol. 12. № 3. PP. 575-588.
13. Ciuffreda M.C., Malpasso G., Musarт P., Turco V., Gnecchi M. Protocols for in vitro differentiation of human mesenchymal stem cells into osteogenic, chondrogenic and adipogenic lineages // Methods Mol. Biol. 2016. Vol. 1416. PP. 149-158.
14. Meenakshi A. Cell culture media: A review // Mater. Methods. 2013. Vol. 3. РP. 175-203.