Влияние размера пор каркаса на тканевую инженерию хряща

Введение: Размер пор и взаимосвязанность пор безусловно имеют критическое значение для большинства задач тканевой инженерии. Целью настоящего исследования было изучить влияние размера пор и пористости на формирование хрящевого конструкта в различных каркасах, заселённых суставными хондроцитами.

Методы: Каркасы из поли-L-лактид-со-триметиленкарбоната с различным размером пор изготавливали методом формования из раствора с вымыванием частиц. На эти каркасы высевали первичные суставные хондроциты крупного рогатого скота, культивировали конструкты в течение 2 недель и оценивали пролиферацию и жизнеспособность клеток, а также клеточно-специфический синтез белков внеклеточного матрикса хряща, включая гликозаминогликаны (GAG) и коллаген.

Результаты: Плотность клеток значимо увеличивалась — до 50% — по мере увеличения размера пор и пористости каркаса. Вероятно, это было обусловлено распластыванием клеток на внутренней поверхности более крупных пор, а также усилением транспорта газов и питательных веществ к клеткам и удаления катаболитов от клеток благодаря меньшим диффузионным барьерам в более пористых каркасах. Однако метаболическая активность клеток и синтез белков хрящевого матрикса значимо снижались — до 40% — с увеличением размера пор. Мы предполагаем, что сочетание меньшего диаметра пор, приводящего к трёхмерной агрегации клеток, с более низкой оксигенацией вследствие меньшей пористости могло создать условия для усиления клеточно-специфического синтеза белков хрящевого матрикса в каркасе с наименьшими порами и минимальной пористостью среди исследованных.

Выводы: На начальных этапах тканевой инженерии хряща in vitro сочетание малых пор и низкой пористости каркаса является эффективной стратегией стимуляции хондрогенеза.