Using the methods of X-ray diffraction and scanning electron microscopy, the structure of composite films based on chitosan and single-wall carbon tubes has been studied. It is shown that the introduction of carbon nanotubes leads to the ordering of the chitosan structure. Increase in concentration of nanotubes (from 0 to 3%) causes rise in the value of storage modulus from 3 to 4 GPa (DMA data), increase in electrical conductivity of samples (from 10-11 to 102 S/m), and some changes in their dielectric permittivity (from 5.5. to 26 at an electrical field frequency of 1kHz). Data on the ionic and electronic components of the conductivity of the composite film are presented.

Получены наночастицы синтетического гидроксиапатита, содержащие кристаллы хлорида аммония. Методами рентгеновской дифракции, термогравиметрического анализа и БЭТ показано, что разложение кристаллов хлорида аммония в среде аргона происходит в интервале T=220-270oC. Обработка при T=300oC приводит к термической стабильности наночастиц. Наличие хлорида аммония в культуральной среде существенно влияет на биосовместимость наночастиц, увеличение его содержания снижает пролиферативную активность мезенхимных стромальных клеток. Ключевые слова: наночастицы, гидроксиапатит, хлорид аммония, структура, пролиферативная активность, стромальные клетки.

Гидроксиапатит (ГА) является главным неорганическим компонентом костной ткани. Для формирования композитных скаффолдов со свойствами, идентичными нативной ткани, необходимо знать, как частицы ГА влияют на свойства клеток. В настоящей работе изучали влияние формы частиц ГА на организацию актинового цитоскелета (методом флуоресцентной микроскопии) и количество жизнеспособных мезенхимных стромальных клеток клеток (МСК) костного мозга кролика (МТТ-тест). Большее количество жизнеспособных клеток после 5 сут культивирования обнаружено в присутствии сферических частиц по сравнению с количеством клеток, культивируемых в присутствии иглообразных частиц. Сделано предположение о том, что такая зависимость обусловлена более высокой сорбционной способностью сферических частиц по отношению к белкам ростовой среды. Сферические частицы имеют большую удельную поверхность по сравнению с удельной поверхностью иглообразных частиц.

In order to create a tissue-engineered vascular graft we elaborated a matrix consisting of nanofibres of biodegradable polymer L-polylactide. We worked out the methodology of crystallization of the matrix on a rod, making it possible to manufacture specimens possessing strength and deformity characteristics superior to those of native vessels. This was followed by a series of chronic experiments on implanting the elaborated matrix into the abdominal aorta of rats for the duration of up to 16 months. We obtained satisfactory parameters of the patency of the matrices (71%). According to the findings of histological examination, in the course of time there occurred biodegradation of the matrix and formation of a new vascular wall, with no evidence of either inflammation or neointimal hyperplasia in the zone of the anastomoses. Resorption of the polymeric fibres commenced 12 weeks after exposure and completely terminated after 64 weeks. By that time, both neointima and neoadventitia were formed, whose composition and structure were close to those of the native vessel. Insufficiently high mechanical properties of the zone of reconstruction turned out to be the cause of the formation of aneurysms.

Методом электроформования растворов полиамидокислоты на основе диангидрида 3,3 ,4,4 -дифенил тетракарбоновой кислоты и о-толидина в смеси растворителей N,N-диметилацетамид-бензол получены нановолокна диаметром от 100 до 300 нм. Термическая обработка нановолокнистого материала из полиамидокислоты приводит к образованию нановолокон ароматического полиимида диаметром от 100 до 200 нм. Температура начала терморазложения полиимидных нановолокон в атмосфере аргона составляет 537 °С. Методом сканирующей электронной микроскопии показано, что материал на основе нановолокон из ароматического полиимида сохраняет эластические свойства вплоть до температуры жидкого азота. Полученный материал характеризуется отсутствием цитотоксичности - фибробласты человека, культивируемые на нем, обладают высокой пролиферативной активностью.

Методами рентгеновской дифракции и сканирующей электронной микроскопии исследована структура нанофибрилл хитина в качестве перспективного наполнителя для биорезорбируемых шовных материалов, а также матриц для клеточных технологий и тканевой инженерии. Показано, что микрочастицы порошка, полученного лиофилизацией водной дисперсии нанофибрилл хитина, имеют ленточное строение с поперечным размером около 30 мкм и толщиной 0.1 мкм. Ленты состоят из наночастиц шириной 25 нм и длиной 400–500 нм. Нанофибриллы хитина состоят из двух кристаллитов с поперечными размерами 11–12 нм, b-оси которых расположены перпендикулярно оси нанофибриллы. Нанофибриллы хитина имеют склонность к образованию плоских элементов со слоевой структурой как на микро-, так и наноуровне. Добавление нанофибрилл хитина в раствор хитозана приводит к росту его вязкости. Однако в поле сдвиговых напряжений происходит существенное снижение вязкости смеси раствора хитозан–хитин, что обусловлено наличием плоских анизодиаметричных наночастиц хитина.

Исследованы реологические свойства растворов хитозана в 2%-ном водном растворе уксусной кислоты с добавками наночастиц монтмориллонита, а также физико-механические свойства и структурная организация полученных на основе хитозана пленочных композитных материалов. Методами кондуктометрии и потенциометрии подтверждено взаимодействие между функциональными группами полимера и зарядами на поверхности нанопластин. Методом рентгеновской дифракции установлено, что наночастицы в пленках находятся в эксфолиированном и интеркалированном состоянии. Введение в матрицу хитозана до 10 мас. % наночастиц модифицированного монтмориллонита приводит к последовательному росту жесткости и к снижению предельной деформации.

Методами рентгеновской дифракции и электронной микроскопии показано, что волокна из хитозана, полученные по коагуляционному методу формования в спирто-щелочную смесь, обладают двухфазной структурой, содержащей кристаллиты С- и О-форм. Эти волокна, а также композитные волокна, содержащие в качестве наполнителей нанотрубки галлуазита и Mg-хризотила, характеризуются анизотропной структурой – ориентацией как кристаллитов хитозана, так и частиц Mg-хризотила относительно оси волокна. Сопоставление скорости сдвига, возникающей при прохождении раствора полимера через фильеру, и данных реологических исследований позволило сделать вывод о структурировании раствора хитозана в поле сдвиговых напряжений, ориентации макромолекул полимера и нанотрубок наполнителя. Увеличение степени вытяжки при формовании волокон не способствует ориентации кристаллитов полимера, а, напротив, повышает дефектность поверхности, приводит к образованию продольных трещин, что снижает прочность волокна. Введение 5 мас. % Mg-хризотила в хитозановую матрицу существенно повышает механические характеристики композитных волокон, что связано с армирующим действием ориентированных нанотрубок наполнителя.

This paper examines the structural and mechanical properties of composite materials based on chitosan and micro- and nanoparticles of Na-montmorillonite and possibility of application for cultivation and targeted delivery of mesenchymal stem cells and regenerative cells. It's have been shown by addition of Na-montmorillonite biomaterial acquires stability of structural and mechanical properties in the sterilization process the handling of liquid media in cell culture. In vitro studies using dermal fibroblasts and adipose tissue mesenchymal stem cells demonstrated that this material has a set of properties to ensure matrix biocompatibility.