Preview

Бюллетень сибирской медицины

Расширенный поиск

Клеточно-молекулярные аспекты иммунологической совместимости имплантатов с наноструктурным кальций-фосфатным покрытием

https://doi.org/10.20538/1682-0363-2012-4-78-85

Полный текст:

Аннотация

Изучена реакция клеточной линии Jurkat tat на краткосрочный (24 ч) контакт in vitro с модельными композитными имплантатами, предназначенными для биоинженерии костной ткани. Титановые образцы были покрыты тонким наноструктурным кальций-фосфатным (CaP) слоем, сформированным методом высокочастотного магнетронного распыления. С помощью Т-критерия Вилкоксона выявлено увеличение числа Т-лимфобластов лейкозной линии, презентирующих CD124-, CD25-, CD4-, CD8-, CD16/56-маркеры созревания и дифференцировки клеток. В случае CD8+-клеток различия достигали статистических величин (U-критерий Манна—Уитни) по сравнению с клетками, не контактировавшими с модельными имплантатами. Эффект имплантатов не был опосредован через секрецию цитокинов (IL-1b, IL-2, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10 и TNFα). Не обнаружен рост числа апоптотических и некротических клеток. Введение кремния в состав CaP покрытий не оказывало существенного модулирующего действия на изученные показатели. Сделан вывод об отсутствии иммунотоксичности исследованных покрытий в отношении Т-клеточного звена иммунитета. Усиление in vitro презентации CD8 T-лимфобластами человека может быть обусловлено их прямым взаимодействием с искусственными CaP поверхностями.

Об авторах

И. А. Хлусов
НОЦ «Биосовместимые материалы и биоинженерия» при Национальном исследовательском Томском политехническом университете, Сибирском государственном медицинском университете, Институте физики прочности и материаловедения СО РАМН, г. Томск
Россия


М. A. Сурменева
НОЦ «Биосовместимые материалы и биоинженерия» при Национальном исследовательском Томском политехническом университете, Сибирском государственном медицинском университете, Институте физики прочности и материаловедения СО РАМН, г. Томск


Р. А. Сурменев
НОЦ «Биосовместимые материалы и биоинженерия» при Национальном исследовательском Томском политехническом университете, Сибирском государственном медицинском университете, Институте физики прочности и материаловедения СО РАМН, г. Томск


Н. В. Рязанцева
НОЦ молекулярной медицины, Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск


О. Е. Савельева
НОЦ молекулярной медицины, Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск


А. А. Иванова
НОЦ «Биосовместимые материалы и биоинженерия» при Национальном исследовательском Томском политехническом университете, Сибирском государственном медицинском университете, Институте физики прочности и материаловедения СО РАМН, г. Томск


Т. С. Прохоренко
НОЦ молекулярной медицины, Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск


Л. А. Таширева
НОЦ молекулярной медицины, Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск


М. В. Дворниченко
НОЦ «Биосовместимые материалы и биоинженерия» при Национальном исследовательском Томском политехническом университете, Сибирском государственном медицинском университете, Институте физики прочности и материаловедения СО РАМН, г. Томск


В. Ф. Пичугин
НОЦ «Биосовместимые материалы и биоинженерия» при Национальном исследовательском Томском политехническом университете, Сибирском государственном медицинском университете, Институте физики прочности и материаловедения СО РАМН, г. Томск


Список литературы

1. Бабаева А.Г. Лимфоциты как регуляторы пролиферации и дифференцировки клеток нелимфоидных органов // Вестник АМН СССР. 1990. № 2. С. 43—45.

2. Биологические методы лечения онкологических заболе-ваний: пер. с англ. / под ред. В.Т. де Вита, С. Хеллмана, С.А. Розенберга. М.: Медицина, 2002. 936 с.

3. Биосовместимые материалы / под ред. В.И. Севастьянова, М.П. Кирпичникова. М.: Изд-во «Медицинское информационное агентство», 2011. 544 с.

4. Блохин Д.Ю. Как убить бессмертную клетку // Химия и жизнь. 2009. № 3. С. 20—26.

5. ГОСТ Р ИСО 10993-18-2009. Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 18. Исследование химических свойств материалов. Введ. 2010-09-01. М.: Стандартинформ, 2010. 26 с.

6. ГОСТ Р ИСО 10993-20-2009. Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 20. Принципы и методы исследования иммуноток-сичности медицинских изделий. Введ. 2010-09-01. М.: Стандартинформ, 2010. 28 с.

7. Дыгай А.М., Клименко Н.А. Воспаление и гемопоэз. Томск: Изд-во ТГУ, 1992. 276 с.

8. Иващенко Ю.Д., Быкорез А.И. Полипептидные факторы роста и канцерогенез. Киев, 1990. 192 с.

9. Клиническая онкогематология: руководство для врачей / под ред. М.А. Волковой. М.: Медицина, 2001. 576 с.

10. Окулов В.Б., Зубова С.Г. Адаптивные реакции клетки как основа прогрессии опухолей // Вопросы онкологии. 2000. Т. 46, № 5. С. 505—511.

11. Пичугин В.Ф., Сурменева М.A., Сурменев Р.А. и др. Ис-следование физико-химических и биологических свойств кальций-фосфатных покрытий, созданных методом вч-магнетронного распыления кремнийзамещенного гидрокси¬апатита // Поверхность. Рентгеновские, синхро-тронные и нейтронные исследования. 2011. № 9. С. 54—61.

12. Ребров В.Г., Громова О.А. Витамины, макро- и микро-элементы. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. 960 с.

13. Рязанцева Н.В., Новицкий В.В., Жукова О.Б. и др. Роль NF-B, p53 и р21 в регуляции ФНО-α опосредованного апоптоза лимфоцитов // Бюл. эксперим. биологии и ме-дицины. 2010. Т. 148, № 2. С. 56—60.

14. Сурменева М.А., Сурменев Р.А., Пичугин В.Ф. и др. In vitro исследование магнетронных покрытий на основе кремнийзамещенного гидроксиапатита // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследо-вания. 2011. № 12. С. 81—88.

15. Сурменева М.A., Сурменев Р.А., Хлусов И.А. и др. Кальцийфосфатные покрытия, созданные методом вч-магнетронного распыления гидроксиапатита: остеогенный потенциал in vitro и in vivo // Известия Том. политехн. ун-та. 2010. Т. 317, № 2. С. 101—106.

16. Хлусов И.А., Карлов А.В., Шаркеев Ю.П. и др. Остеогенный потенциал мезенхимальных стволовых клеток костного мозга in situ: роль физико-химических свойств искусственных поверхностей // Клеточные технологии в биологии и медицине. 2005. № 3. С. 164—173.

17. Хлусов И.А., Пичугин В.Ф., Гостищев Э.А. и др. Влия-ние физических, химических и биологических манипуля-ций на поверхностный потенциал кальций-фосфатных по-крытий на металлических подложках // Бюл. сиб. меди-цины. 2011. Т. 10, № 3. С. 72—81.

18. Хлусов И.А., Шевцова Н.М., Хлусова М.Ю. и др. Концепция «ниша-рельеф» для стволовых клеток как основа биомиметического подхода к инженерии костной и кроветворной тканей // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2011. Т. VI, № 2. С. 55—64.

19. Чайкина М.В., Хлусов И.А., Карлов А.В., Пайчадзе К.С. Механохимический синтез нестехиометрических и за-мещенных апатитов с наноразмерными частицами для использования в качестве биосовместимых материалов // Химия в интересах устойчивого развития. 2004. Т. 12. С. 389—399.

20. Часовских Н.Ю., Рязанцева Н.В., Новицкий В.В. Апоптоз и окислительный стресс. Томск: Изд-во «Печатная мануфактура», 2009. 140 с.

21. Чечина О.Е., Биктасова А.К., Сазонова Е.В. и др. Роль цитокинов в редокс-зависимой регуляции апоптоза // Бюл. сиб. медицины. 2009. № 2. С. 67—71.

22. Aherne S.A., O'Brien N.M. Modulation of cytokine production by plant sterols in stimulated human Jurkat T cells // Mol. Nutr. Food Res. 2008. V. 52 (6). P. 664—673.

23. Biomaterials science: an introduction to materials in medicine. 2nd edition / ed. by B.D. Ratner, A.S. Hoffman, F.J. Schoen, J.E. Lemons. San Diego: Elsevier Academic Press, 2004. 851 p.

24. Blaine T.A., Rosier R.N., Puzas J. E. et al. Increased levels of tumor necrosis factor-α and Interleukin-6 protein and messenger RNA in human peripheral blood monocytes due to titanium particles // The journal of bone and Joint Surgery (American). 1996. V. 78. P. 1181—1192.

25. Damien C.J., Ricci J.L., Christel P. et al. Formation of a cal-cium phosphate-rich layer on absorbable calcium carbonate bone graft substitutes // Calcif Tissue Int. 1994. V. 55. P. 151—158.

26. De Bruijn J.D. Calcium phosphate biomaterials: Bone-bonding and biodegradation properties. Leiden, 1993. 172 p.

27. Gibson I.R., Best S.M., Bonfield W. Chemical Characteriza-tion of Silicon-Substituted Hydroxyapatite // J. Bio. Mater. Res. Symp. 1999. V. 44. P. 422—428.

28. Granchi D., Verri E., Ciapeti G. et al. Bone-resorbing cyto-kines in serum of patients with aseptic loosening of hip pros-theses // The Journal of Bone and Joint Surgery. (British). 1998. V. 80. P. 912—917.

29. Haynes D.R., Rogers S.D., Hay S. et al. The differences in toxicity and release of bone resorbing mediators induced by titanium and cobalt-chromium alloy wear particles // The Journal of Bone and Joint Surgery (American). 1993. V. 75. P. 825—834.

30. Khlusov I.A., Zagrebin L.V., Shestov S.S., Naumov S.A. Physical-Chemical Manipulations with Microbial and Mammalian Cells: from Experiments to Clinics // Stem Cell Applications in Disease and Health / Editors W.B. Burnsides et al. N. Y.: Nova Science Publishers, 2008. P. 29—71.

31. Lahat A., Ben-Horin S., Lang A. et al. Lidocaine down-regulates nuclear factor-kappaB signalling and inhibits cytokine production and T cell proliferation // Clin. Exp. Immunol. 2008. V. 152 (2). P. 320—327.

32. Morks M.F. Fabrication and characterization of plasma-sprayed HA/SiO2 coatings for biomedical application // J. Mech. Beh. Bio. Mater. 2008. S1. 105 — 111.

33. Nepola J.V. External fixation // Rockwood and Green’s frac-tures in Adults. Four Edition. Philadelphia: Lippincot-Raven Publishers, 1996. V. 1. P. 229—304.

34. Pichugin V.F., Eshenko E.V., Surmenev R.A. et al. Applica-tion of High-Frequency Magnetron Sputtering to Deposit Thin Calcium-Phosphate Biocompatible Coatings on a Titanium Surface // Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2007. V. 1, № 6. P. 679—682.

35. Pichugin V.F., Surmenev R.A., Shesterikov E.V. et al. The preparation of calcium phosphate coatings on titanium and nickel-titanium by rf-magnetron sputtered deposition: com-position, structure and micromechanical properties // Surface & Coatings Technology. 2008. V. 202. P. 3913—3920.

36. Sharkeev Yu.P., Legostaeva E.V., Eroshenko A.Yu. et al. The structure and physical and mechanical properties of a novel biocomposite material, nanostructured titanium-calcium-phosphate coating // Composite Interfaces. 2009. V. 16. P. 535—546.

37. Surmenev R.A. A review of plasma-assisted methods for cal-cium phosphate-based coatings fabrication // Surface & Coatings Technology. 2012. V. 206. I. 8—9. P. 2035—2056.

38. Surmenev R.A., Surmeneva M.A., Evdokimov K.E. et al. The influence of the deposition parameters on the properties of an rf-magnetron-deposited nanostructured calcium phosphate coating and a possible growth mechanism // Surface and Coatings Technology. 2011. V. 205. P. 3600—3606.

39. Tepperman K., Roy P.W., Moloney B.F., Elder R.C. Dicy-anogold effects on lymphokine production // Met. Based Drugs. 1999. V. 6 (4—5). P. 301—309.


Для цитирования:


Хлусов И.А., Сурменева М.A., Сурменев Р.А., Рязанцева Н.В., Савельева О.Е., Иванова А.А., Прохоренко Т.С., Таширева Л.А., Дворниченко М.В., Пичугин В.Ф. Клеточно-молекулярные аспекты иммунологической совместимости имплантатов с наноструктурным кальций-фосфатным покрытием. Бюллетень сибирской медицины. 2012;11(4):78-85. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2012-4-78-85

For citation:


Khlusov I.A., Surmeneva M.A., Surmenev R.A., Ryazantseva N.V., Savelieva . O.Y., Ivanova A.A., Prokhorenko T.S., Tashireva L.A., Dvornichenko M.V., Pichugin V.F. Cellular and molecular aspects of immunologic compatibility of implants with nanostructured calcium phosphate coating. Bulletin of Siberian Medicine. 2012;11(4):78-85. (In Russ.) https://doi.org/10.20538/1682-0363-2012-4-78-85

Просмотров: 178


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1682-0363 (Print)
ISSN 1819-3684 (Online)