Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1057010.32607/20758251-2014-6-1-96-101Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch ArticleComposite Scaffolds Containing Silk Fibroin, Gelatin, and Hydroxyapatite for Bone Tissue Regeneration and 3D Cell CulturingКомпозитные матриксы на основе фиброина шелка, желатина и гидроксиапатита для регенеративной медицины и культивирования клеток в трехмерной культуреMoisenovichM. M.МойсеновичМ. М.
Russian Federation
igor_agapov@mail.ruArkhipovaA. Yu.АрхиповаА. Ю.
Russian Federation
igor_agapov@mail.ruOrlovaA. A.ОрловаА. А.
Russian Federation
igor_agapov@mail.ruDrutskayaM. S.ДруцкаяМ. С.
Russian Federation
igor_agapov@mail.ruVolkovaS. V.ВолковаС. В.
Russian Federation
igor_agapov@mail.ruZacharovS. E.ЗахаровС. Е.
Russian Federation
igor_agapov@mail.ruAgapovI. I.АгаповИ. И.
Russian Federation
igor_agapov@mail.ruKirpichnikovM. P.КирпичниковМ. П.
Russian Federation

Academician

igor_agapov@mail.ruBiological Faculty, Moscow State UniversityБиологический факультет Московского государственного университета им. М.В. ЛомоносоваShumakov Institute of Transplantology and Artificial Organs, Federal Agency for High-Tech Medical ServicesФНЦ трансплантологии и искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова Минздрава РФ1503201461VOL 6, NO1 (2014)ТОМ 6, №1 (2014)9610117012020Copyright ©; 2014, Moisenovich M.M., Arkhipova A.Y., Orlova A.A., Drutskaya M.S., Volkova S.V., Zacharov S.E., Agapov I.I., Kirpichnikov M.P.Copyright ©; 2014, Мойсенович М.М., Архипова А.Ю., Орлова А.А., Друцкая М.С., Волкова С.В., Захаров С.Е., Агапов И.И., Кирпичников М.П.2014Moisenovich M.M., Arkhipova A.Y., Orlova A.A., Drutskaya M.S., Volkova S.V., Zacharov S.E., Agapov I.I., Kirpichnikov M.P.Мойсенович М.М., Архипова А.Ю., Орлова А.А., Друцкая М.С., Волкова С.В., Захаров С.Е., Агапов И.И., Кирпичников М.П.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10570

Three-dimensional (3D) silk fibroin scaffolds were modified with one of the major bone tissue derivatives (nano-hydroxyapatite) and/or a collagen derivative (gelatin). Adhesion and proliferation of mouse embryonic fibroblasts (MEF) within the scaffold were increased after modification with either nano-hydroxyapatite or gelatin. However, a significant increase in MEF adhesion and proliferation was observed when both additives were introduced into the scaffold. Such modified composite scaffolds provide a new and better platform to study wound healing, bone and other tissue regeneration, as well as artificial organ bioengineering. This system can further be applied to establish experimental models to study cell-substrate interactions, cell migration and other complex processes, which may be difficult to address using the conventional two-dimensional culture systems.

Трехмерные матриксы на основе регенерированного фиброина шелка были модифицированы компонентом костной ткани - наногидроксиапатитом и/или производным коллагена - желатином. Модификация одним из этих компонентов приводила к усилению адгезии и пролиферации эмбриональных фибробластов мыши (МЭФ) на поверхности матриксов. При этом адгезия и пролиферация МЭФ на поверхности матрикса, содержащего одновременно две композитные добавки, достоверно выше, чем в присутствии одной из композитных добавок. Полученные композитные матриксы могут использоваться для ускорения заживления ран, регенерации костной и других тканей, создания биоискусственных органов. Кроме того, они пригодны для создания модельных систем, предназначенных для изучения in vitro взаимодействия клеток с субстратом, миграции клеток и других процессов, полноценное изучение которых в двумерных клеточных модельных системах невозможно.

adhesionhydroxyapatitegelatincomposite biodegradable scaffoldsproliferationsilk fibroinадгезиягидроксиапатитжелатинкомпозитные биодеградируемые матриксыпролиферацияфиброинThis study was performed on equipment purchased at the expense of the Program of Development of Moscow State University and equipment belonging to CUC MSU; with financial support from the Ministry of Education and Science of the Russian Federation. This study is part of the Federal Target Program “Research and Development in the Priority Fields of the Science&Technology Complex of Russia for 2007–2013” (Government Contract № 14.512.11.0006, dated 07.03.2013), the Russian Foundation for Basic Research (grant № 14-04-01799), and Skolkovo Institute of Science and Technology (SkolTech) within the framework of MIT SkolTech Initiative.Работа выполнена с использованием оборудования, приобретенного за счет средств Программы развития Московского государственного университета, и на оборудовании ЦКП Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ. Работа выполнена в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007–2013 годы» (государственный контракт № 14.512.11.0006 от 07.03.2013 г.), поддержана РФФИ (грант № 14-04-01799) и Сколковским институтом науки и технологий (Сколтех) в рамках SkolTech/MIT Initiative.1. Bonartsev A.P., Yakovlev S.G., Boskhomdzhiev A.P., Zharkova I.I., Bagrov D.V., Myshkina V.L., Mahina T.K., Charitonova E.P., Samsonova O.V., Zernov A.L., et al. // PLoS One. 2013. V. 8. № 2. P. e572002. Zhao Ya., Yan X., Ding F., Yang Yu., Gu X. // J. Biomed. Sci. Engineering. 2011. V. 4. P. 397-402.3. Kundu B., Rajkhowa R., Kundu S.C., Wang X. // Adv. Drug Delivery Rev. 2013. V. 65. P. 457-470.4. Kasoju N., Bora U. // Adv Healthc Mater. 2012. V. 1. № 4. P. 393-412.5. Agapov I.I., Moisenovich M.M., Druzhinina T.V., Kamenchuk Y.A., Trofimov K.V., Vasilyeva T.V., Konkov A.S., Arhipova A.Yu., Sokolova O.S., Guzeev V.V. et al. // Dokl Biochem Biophys. 2011. V. 440. № 6. P. 830-833.6. Moisenovich M.M., Pustovalova O., Shackelford J., Vasiljeva T.V., Druzhinina T.V., Kamenchuk Y.A., Guzeev V.V., Sokolova O.S., Bogush V.G., Debabov V.G., et al. // Biomaterials. 2012. V. 33. № 15. P. 3887-3898.7. Moisenovich M.M., Pustovalova O.L., Arhipova A.Y., Vasiljeva T.V., Sokolova O.S., Bogush V.G., Debabov V.G., Sevastianov V.I., Kirpichnikov M.P., Agapov I.I., et al. // J. Biomed. Materials Res. 2011. V. 96. № 1. P. 125-131.8. Agapov I.I., Pustovalova O.L., Moisenovich M.M., Bogush V.G., Sokolova O.S., Sevastyanov V.I., Debabov V.G., Kirpichnikov M.P. et al. // Dokl Biochem Biophys. 2009. V. 426. № 1. P. 127-130.9. I.I.Agapov, M.M.Moisenovich, T.V.Vasilyeva, O.L.Pustovalova, A.S.Kon’kov, A.Yu Arkhipova, O.S.Sokolova, V.G.Bogush, V.I.Sevastianov, Corresponding Member of the RAS V.G. Debabov et al. // Dokl Biochem Biophys. 2010. V. 433. № 5. P. 699-702.10. Bacakova L., Filova E., Rypacek F., Svorcik V., Stary V. // Physiol Res. 2004, V. 53 P. S35-S45.11. Saltzman M.W. // Tissue Engineering: Engineering Principles for the Design of Replacement Organs and Tissues, Oxford: Oxford Academ. 2004. 538 p.12. Edwards S.L., Mitchell W., Matthews J.B., Ingham E., Russell S.J. // AUTE X Res. J. 2004. V. 4. P. 86-94.13. Wenk E., Merkle H.P., Meinel L. // J. Controlled Release. 2010. V. 150. P. 128-141.14. Werner S., Krieg T., Smola H. // J. Invest. Dermatol. 2007. V. 127. № 5. P. 998-1008.15. Trompezinski S., Berthier-Vergnes O., Denis A., Schmitt D., Viac J. // Exp. Dermatol. 2004. V. 13. № 2. P. 98-105.16. Bauer S.M., Bauer R.J., Liu Z.J., Chen H., Goldstein L., Velazquez O.C. // J. Vasc. Surg. 2005. V. 41. № 4. P. 699-707.