Макаров Максим Сергеевич - д-р биол. наук, старший научный сотрудник отделения биотехнологий и трансфузиологии.
129090, Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3
Maksim S. Makarov - Dr. Sci. (Biol.), Senior Researcher, Scientific Department of Biotechnologies and Transfusiology, N.V. Sklifosovsky Research Institute for Emergency Medicine.
3 Bolshaya Sukharevskaya Sq., Moscow 129090
Сторожева Майя Викторовна - научный сотрудник отделения биотехнологий и трансфузиологии.
129090, Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3
Mayya V. Storozheva - Researcher, Scientific Department of Biotechnologies and Transfusiology, N.V. Sklifosovsky Research Institute for Emergency Medicine.
3 Bolshaya Sukharevskaya Sq., Moscow 129090
Офицеров Андрей Аркадьевич - научный сотрудник отделения биотехнологий и трансфузиологии.
129090, Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3
Andrey A. Ofitserov - Researcher, Scientific Department of Biotechnologies and Transfusiology, N.V. Sklifosovsky Research Institute for Emergency Medicine.
3 Bolshaya Sukharevskaya Sq., Moscow 129090
Пономарев Иван Николаевич - канд. мед. наук, старший научный сотрудник отделения биотехнологий и трансфузиологии.
129090, Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3
Ivan N. Ponomarev - Cand. Sci. (Med.), Senior Researcher, Scientific Department of Biotechnologies and Transfusiology, N.V. Sklifosovsky Research Institute for Emergency Medicine.
3 Bolshaya Sukharevskaya Sq., Moscow 129090
Миронов Александр Сергеевич - канд. мед. наук, заведующий отделением консервирования тканей и производства трансплантатов с операционным блоком.
129090, Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3
Alexander S. Mironov - Cand. Sci. (Med.), Head of the Department for Tissue Preservation and Graft Manufacturing with an Operating Unit, N.V. Sklifosovsky Research Institute for Emergency Medicine.
3 Bolshaya Sukharevskaya Sq., Moscow 129090
Будаев Антон Аркадьевич - научный сотрудник отделения биотехнологий и трансфузиологии.
129090, Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3
Anton A. Budaev - Researcher, Scientific Department of Biotechnologies and Transfusiology, N.V. Sklifosovsky Research Institute for Emergency Medicine.
3 Bolshaya Sukharevskaya Sq., Moscow 129090
Боровкова Наталья Валерьевна - д-р мед. наук, заведующая научным отделением биотехнологий и трансфузиологии ГБУЗ «НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского ДЗМ»; доцент кафедры трансплантологии и искусственных органов им. В.П. Демихова МБФ ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова МЗ РФ (Пироговский Университет); доцент кафедры клинической лабораторной диагностики с курсом лабораторной иммунологии ФГБОУ ДПО РМАНПО МЗ РФ.
129090, Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3; 117997, Москва, ул. Островитянова, д. 1; 125993, Москва, Баррикадная ул., д. 2/1, стр. 1
Natalya V. Borovkova - Dr. Sci. (Med.), Head of the Scientific Department of Biotechnologies and Transfusiology, N.V. Sklifosovsky Research Institute for Emergency Medicine; Associate Professor of the V.P. Demikhov Department of Transplantology and Artificial Organs, N.I. Pirogov Russian National Research Medical University (Pirogov University); Associate Professor of the Department of Clinical Laboratory Diagnostics with a Course in Laboratory Immunology, Russian Medical Academy of Continuous Professional Education.
3 Bolshaya Sukharevskaya Sq., Moscow 129090; 1 Ostrovityanov St., Moscow 117997; 2/1 Bldg. 1 Barrikadnaya St., Moscow 125993
Актуальность. Способность клеток к активной адгезии на костном трансплантате увеличивает его репаративные и регенеративные свойства. Нативная кортикальная кость обладает очень низкой биологической кондуктивностью, что резко затрудняет миграцию и адгезию клеток. Для повышения биокондуктивных свойств костных трансплантатов могут быть использованы различные способы модификации поверхности кости.
Цель. Оценить адгезию и пролиферативную активность клеток человека на поверхности трансплантатов кортикальной кости, модифицированной различными способами.
Материал и методы. В работе использовали фрагменты трансплантатов кортикальной кости (ТКК). Для физической модификации внешнюю поверхность костных фрагментов обрабатывали плоским напильником с высокой или с низкой плотностью шлифующих зубьев. Для химической модификации использовали 2н раствор соляной кислоты, 0,005% раствор коллагеназы I, коллагенолитический ферментный препарат «Ферменкол» (0,05 мг/мл). Исследования адгезивности ТКК in vitro проводили на культуре фибробластов человека линии М-22. В лунки культуральных флаконов помещали образцы необработанных ТКК (контроль) и образцы модифицированных ТКК, в каждую лунку вносили суспензию, содержащую 10 тыс. клеток, и культивировали клетки в течение 7 суток.
Результаты. Через 3 суток на контрольных образцах ТКК и ТКК с механической обработкой клетки полностью отсутствовали или выявлялись в очень незначительном количестве. На ТКК, обработанных 2н раствором соляной кислоты в течение 3 и 6 часов, средняя плотность клеток на поверхности ТКК составляла 1,0–1,2 тыс./ см2, после обработки ТКК 2н раствором соляной кислоты в течение 12 часов адгезивность ТКК резко снижалась. Наибольшая плотность клеток наблюдалась на ТКК, обработанных 0,005% коллагеназой 1 или препаратом «Ферменкол» в течение 24 часов, которая составляла 2,0–2,5 тыс./см2. Через 7 суток культивирования рост клеток полностью отсутствовал на контрольных ТКК, на ТКК, обработанных напильником с высокой плотностью шлифующих зубьев, и ТКК, обработанных 2н раствором соляной кислоты в течение 12 часов. В опытах с коллагеназой 1 и препаратом «Ферменкол», а также в опытах с обработкой 2н раствором соляной кислоты в течение 3 часов на поверхности ТКК наблюдался интенсивный рост клеток, при этом плотность фибробластов человека линии М-22 и их общее число на ТКК увеличивалось в 3–5 раз без нарушения их жизнеспособности.
Выводы. Физическая модификация не позволяет эффективно повысить адгезивность трансплантатов на основе кортикальной кости. При химической модификации ТКК плотность клеток через 3 и 7 суток после посева зависит от продолжительности воздействия химического агента. Для повышения адгезивности кортикальную кость оптимально обрабатывать 2н раствором соляной кислоты в течение 3 часов, 0,005% раствором коллагеназы 1 или препаратом «Ферменкол» (0,05 мг/мл) в течение 24 часов.
Introduction. The ability of cells to adhere on bone graft increases its reparative and regenerative properties. The native cortical bone has a very low biological conductivity, which greatly impedes cell migration and adhesion. Various methods of bone surface modification can be used to enhance the bioconductive properties of bone grafts.
Objective. To evaluate the adhesion and proliferative activity of human cells on the surface of cortical bone grafts modified by various methods.
Material and methods. Fragments of cortical bone grafts (CBGs) were used in the study. For physical modification the outer surface of the bone fragments was processed with a flat file with high or low density of grinding teeth. A 2N hydrochloric acid (HCl) solution, 0.005% collagenase I solution, and the collagenolytic enzyme preparation Fermenkol (0.05 mg/mL) were used for chemical modification. In vitro studies of the CBG adhesion were performed in culture of human fibroblasts M-22 line. Untreated CBGs (control) and modified CBGs were placed in the wells of culture vials; a cell suspension containing 10,000 cells was added to each well. Cells were cultured for 7 days.
Results. After 3 days of cultivation, the cells were completely absent or detected in very small numbers on the control CBG samples and CBG samples subjected to mechanical processing. On CBGs treated with 2N hydrochloric acid solution for 3 and 6 hours, the average cell density on the CBG surface estimated 1.0–1.2 thousand/cm2; on CBGs treated with 2N hydrochloric acid solution for 12 hours, the CBG adhesiveness acutely decreased. The highest cell density was observed on CBGs, treated with 0.005% collagenase 1 or Fermencol for 24 hours and amounted to 2.0–2.5 thousand/cm2. After 7 days of cultivation, the cell growth was completely absent on the control CBGs, on CBGs processed with a file with a high grinding tooth density, and CBGs treated with 2N hydrochloric acid solution for 12 hours. In experiments with collagenase 1 and Fermencol, as well as in experiments with the treatment with a 2N hydrochloric acid solution for 3 hours, an intensive cell growth was observed on the CBG surface, density of human fibroblasts of the M-22 line and their total number on CBGs increased 3–5-fold without affecting their viability.
Conclusion. Physical modification did not effectively increase the adhesiveness of cortical bone grafts. Effectiveness of chemical modification depends on the duration of exposure to the chemical agent. To increase the adhesion, the cortical bone graft should be optimally treated either with 2N hydrochloric acid solution for 3 hours, or 0.005% collagenase 1 solution for 24 hours, or with Fermencol (0.05 mg/mL) for 24 hours.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.