Биоматериалы на основе хитозана в регенеративной медицине: оптимизация жизнеспособности и функциональной активности мезенхимальных стволовых клеток

Мезенхимальные стволовые клетки (МСК) играют важную роль в регенеративной медицине благодаря способности к дифференцировке по нескольким направлениям и выраженным паракринным эффектам. Несмотря на значительный потенциал, применение МСК в клинической практике сопряжено с рядом проблем, включая низкую скорость пролиферации, недостаточную выживаемость после трансплантации и ограниченную миграцию в ткани-мишени. Хитозан — биополимер, получаемый из хитина, — эффективно помогает решать эти проблемы благодаря биосовместимости, биодеградируемости и способности улучшать прикрепление, пролиферацию и выживаемость МСК. Биоматериалы на основе хитозана, свойства которых можно изменять различными химическими и физическими методами, обладают значительным потенциалом для применения в регенеративной медицине. Из них можно создавать мембраны, гидрогели, микрогели, каркасы, нан волокна, а также нано- и микрочастицы. Их применяют в самых разных задачах — от трёхмерного культивирования клеток in vitro до создания каркасов для тканевой инженерии и систем доставки клеток в организме. Хитозан улучшает функциональные свойства МСК, регулируя ключевые сигнальные пути, включая Wnt/β-catenin, Notch и HIF-1α, которые необходимы для функционирования МСК. Кроме того, изменение химических свойств хитозана может способствовать дифференцировке клеток по определённым линиям и усиливать иммуномодулирующие функции МСК, что имеет большое значение для терапевтической эффективности при воспалительных заболеваниях. В настоящее время хитозан применяют для заживления ран; в перспективе область его применения будет расширена до регенерации кожи, восстановления костной и хрящевой ткани, а также тканевой инженерии сосудистой и нервной тканей. Несмотря на достигнутый прогресс, клиническое внедрение по-прежнему сопряжено с трудностями, прежде всего связанными с безопасностью и стандартизацией. Дальнейшие исследования должны быть направлены на оптимизацию биоматериалов на основе хитозана, совершенствование клинических протоколов и внедрение передовых технологий для улучшения результатов регенерации.