Научные проекты
Формирование скаффолдов различной архитектуры и формы для задач регенеративной медицины
Проект направлен на разработку скаффолдов различной архитектуры. В организме человека клетки окружены внеклеточным матриксом, структура и свойства которого влияет на многие клеточные функции, в том числе, пролиферацию, дифференцировку и синтез различных белков и цитокинов. Различные ткани организма имеют свою специфическую структурную организацию, узнаваемую определенным типом клеток.
При выделении клеток из ткани и культивировании на пластике, они теряют привычные для них условия роста и размножения, что приводит к изменению их функций на молекулярном и генетическом уровнях. Создание скаффолдов с определенной структурной организацией позволяет контролировать и регулировать клеточные функции. В нашей группе мы разрабатываем трехмерные пористые скаффолды на основе различных природных и синтетических полимеров. Показано, что архитектура скаффолдов влияет на функциональную активность клеток.
Разработка материалов на основе коллагена для задач регенеративной медицины
Коллаген является основным структурным элементом соединительных тканей. Он выполняет опорную, структурную функции, а также влияет на многие клеточные процессы. Коллаген широко используется в регенеративной медицине в виде губок, гелей или растворов. В рамках данного проекта выделяют коллаген I и IV типов из нативных тканей. На основе выделенных белков разрабатываются скаффолды для культивирования и трансплантации различных типов клеток. Одним из основных недостатков скаффолдов на основе природных биополимеров, к которым, в том числе, относится и коллаген, является их недостаточная механическая прочность и высокая скорость деградации. В процессе выполнения данного проекта разрабатываются разные условия стабилизации коллагена. Использование химических сшивающих агентов позволяет существенно снизить скорость деградации коллагеновых скаффолдов.
Разработка искусственных полимерных сосудов малого диаметра.
Сосудистая тканевая инженерия является перспективной и быстро развивающейся областью современной регенеративной медицины. На сегодняшний день в сосудистой хирургии наиболее востребованы сосудистые протезы малого диаметра (менее 6 мм). Однако именно протезы с таким диаметром обладают высокой способностью к тромбообразованию, а, следовательно, и к низкой проходимости. Кроме того, существует большая вероятность гиперплазии неоинтимы.
В процессе выполнения данного проекта разрабатывается многослойный сосудистый протез. Внутренний слой протеза будет состоять из функцианализированного полимера, имитирующего базальную мембрану. Структура и свойства внутреннего слоя сосудистого протеза будут способствовать адгезии и пролиферации эндотелиальных клеток, а далее образованию неоинтимы. Следующий слой будет представлять полимерный каркас, способствующий росту и размножению гладкомышечных клеток. Этот слой должен обеспечивать сократительную функцию и принимать на себя основную биохимическую нагрузку, включая вазоконстрикцию и дилатацию.
Также следует отметить, что в зависимости от локализации кровеносного сосуда и его назначения варьируются материалы, их структурная организация и способы модификации.
Биофункцианализация поверхностей, предназначенных для культивирования клеток, с целью регулирования и контролирования клеточных функций.
В настоящее время синтетические полимерные материалы находят широкое применение в тканевой инженерии и регенеративной медицине. Однако отсутствие специфических сайтов связывания, привлекательных для клеток, требует дополнительной модификации такой поверхности. В рамках данного проекта разрабатываются разные способы модификации синтетических полимерных поверхностей, предназначенных для культивирования клеток. В качестве модифицирующих агентов используются биологически активные молекулы и макромолекулы. В зависимости от типа культивируемых клеток разрабатываются разные условия модификации. Продемонстрировано, что введение положительно заряженных функциональных групп на синтетическую полимерную поверхность способствует адгезии и пролиферации клеток.