Введение
ГЛАВА 1. Литературный обзор 9
1.1. Биоматериалы 9
1.1.1. История применения биоматериалов. Биосовместимость. Типы материалов 9
1.1.2. Металлы 15
1.1.3. Керамика 17
1.1.4. Натуральные полимерные материалы 21
1.1.5. Полимерные материалы искусственного происхождения 25
1.2. Полиоксибутират 28
1.2.1. Строение и синтез ПОБ 30
1.2.2. Синтез сополимеров ПОБ 32
1.2.3. Синтез ПОБ-ПЭГ 34
1.2.4. Деградация ПОБ 35
1.3. Мезенхимальные стволовые клетки 37
1.4. Матриксы для регенерации костной ткани 41
1.4.1. Требования к материалам для инженерии костной ткани 41
1.4..2. Способы изготовления матриксов для тканевой инженерии 45
1.4.3. Модификации методов в комбинации с другими техниками и материалами 51
ГЛАВА 2. Материалы и методы 54
2.1. Условия синтеза ПОБ и его сополимеров 54
2.2. Исследования материалов 55
2.2.1. Определение молекулярной массы полимера 55
2.2.2 Ядерно-магнитный резонанс 56
2.2.3. Изготовление полимерных пленок 57
2.2.4. Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) 58
2.2.5. Измерение контактных углов 58
2.2.6. Водопоглощение 59
2.2.7. Атомно-силовая микроскопия 59
2.2.8. Механические свойства полимерных материалов 61
2.2.9. Биосовместимость in vitro 61
2.3. Получение и первичные исследования матриксов 63
2.3.1. Метод газообразования с использованием бикарбоната аммония ((NH4)2CO3) 63
2.3.2. Метод выщелачивания на пористом 3D шаблоне с использованием сахарозы (С12Н22О11) 64
2.3.3. Первичные исследования
2.3.3.1. Пористость и размер пор 64
2.3.3.2. Проверка на остаточные соли 65
2.3.3.3. Рост клеток на матриксах 65
2.4. Плоские пористые матриксы, полученные методом выщелачивания с использованием бикарбоната аммония 65
2.4.1. Пористость и размер пор 66
2.4.2 Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) 66
2.4.3. Адсорбция белков 66
2.4.4. Биосовместимость
2.4.4.1. Получение мезенхимальных стволовых клеток МСК 66
2.4.4.2. Фенотипирование МСК мыши методом проточной цитометрии 67
2.4.4.3. Цитотоксичность и поддержание роста МСК 67
2.4.4.4. Сканирующая электронная микроскопия 68
2.4.4.5. Конфокальная микроскопия 68
2.4.5. Остеонаправленная дифференцировка МСК 68
2.4.5.1. Окраска ализариновым красным 69
2.4.5.2. Щелочная фосфатаза 69
2.4.6. Импалантация in vivo и тканевая реакция на мелких лабораторных животных 70
ГЛАВА 3. Результаты и их обсуждение
3.1. Синтез полимера ПОБ и его сополимеров 72
3.2. Исследование физико-химических свойств полимерных материалов 77
3.2.1. Физико-термические свойства полимеров 78
3.2.2. Гидрологические свойства сополимеров 80
3.2.3. Исследование ультратонких пленок из сополимеров 81
3.2.4. Механические свойства полимерных материалов 84
3.2.5. Биосовместимость полученных полимеров in vitro 86
3.3. Получение и первичные исследования матриксов 90
3.3.1. Полученные изделия и их структура 90
3.3.2. Проверка на остаточные соли 91
3.3.3. Биосовместимость in vitro 92
3.4. Плоские пористые матриксы, полученные методом выщелачивания с использованием бикарбоната аммония 94
3.4.1. Структура плоских матриксов из различных материалов 94
3.4.2. Термические свойства плоских матриксов 97
3.4.3. Адсорбция белка 98
3.4.4. Мезенхимальные стволовые клетки 101
3.4.5. Биосовместимость пористых матриксов 102
3.4.6. Направленная остеогенная дифференцировка
3.4.6.1. Окраска ализариновым красным 108
3.4.6.2. Сканирующая электронная микроскопия 108
3.4.6.3. Щелочная фосфатаза 110
3.4.6.4. Экспрессия поверхностных маркеров МСК 111
3.4.7. Импалантация in vivo и тканевая реакция на мелких лабораторных животных 115
Заключение 120
Выводы 122
Благодарности 124
Список литературы 125
