КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 18-13-00145
НазваниеФундаментальные основы формирования ячеистых структур в сверхвысокомолекулярном полиэтилене (СВМПЭ) как матриксов для моделирования 3D клеточной культуры
Руководитель Лермонтов Сергей Андреевич, Доктор химических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук , Московская обл
Конкурс №28 - Конкурс 2018 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-302 - Структура и свойства полимеров, многокомпонентных полимерных систем
Ключевые слова Полимеры, сверхвысокомолекулярный полиэтилен, сверхкритические флюиды, пористая структура, 3D клеточная культура
Код ГРНТИ31.25.15
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект направлен на создание искусственного материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена – СВМПЭ – с пористой или ячеистой 3D структурой в качестве клеточного матрикса – каркаса для выращивания культуры клеток. Разработка такого каркаса позволит проводить культивирование клеточной культуры в условиях, приближенных к тем, которые существуют в живом организме. Как правило, клеточные in vitro исследования проводят в 2D формате, который по своей природе ограничивает межклеточные взаимодействия, морфологию, дифференцировку, выживаемость, сигнальные ответы, экспрессию генов и пролиферацию, присущие в in vivo условиях.
В качестве материала клеточного матрикса в проекте будет использован сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ), который биоинертен и позволяет сформировать систему открытых связанных пор с целью обеспечения клеточной жизнедеятельности – подвод питания и кислорода, удаление продуктов жизнедеятельности, возможность осуществления межклеточных связей и т.д.
Формирование пористой/ячеистой структуры в СВМПЭ будет осуществляться путем обработки сверхкритическим CO2 предварительно набухшего в органическом растворителе полимера. При этом в полимере возникает пористая структура (показано нами в предварительных экспериментах), причем ее морфология существенно отличается от морфологии структуры, возникающей в СВМПЭ по технологии горячего прессования.
При выполнении проекта предполагается изучить влияние растворителя, в котором происходит набухание СВМПЭ, и условий обработки набухшего полимера сверхкритическим СО2 (в основном температура обработки) на формирование ячеистой/пористой структуры материала.
Подход к клеточным экспериментам будет состоять в исследовании культивирования клеточных культур на 3D матрицах. Для нейробластомы человека SHSY5Y будет оцениваться дифференцировка клеток по нейроканальному типу по наличию нейрональных маркеров. Также будет изучен нейротрофический эффект роста нейритов в изучаемых материалах. При использовании первичных клеточных культур из гиппокампа трансгенных животных будет проведена морфологическая и иммунофенотипическая характеристика культур нейронально-глиальных клеток, а также проведен анализ профиля экспрессии ключевых белковых факторов нейрогенеза.
Научная новизна проекта определяется, во-первых, принципиально новым методом формирования пористости СВМПЭ, а, во-вторых, полным отсутствием сведений о взаимодействии культуры клеток с СВМПЭ. Актуальность проекта определяется возможным применением полученных результатов в регенеративной практической медицине и в фундаментальных биологических исследованиях.
Предварительные результаты, полученные авторами проекта, подтверждают высокую вероятность достижения запланированных результатов.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Устюгов A.А., Чичёва М.М., Лысикова Е.А., Вихарева Е.А., Сипягина Н.А., Малкова А.Н., Страумал Е.А., Бовина Е.В., Сенатов Ф.С., Салимон А.И., Максимкин А.В., Лермонтов С.А.
Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) как основа клеточного матрикса для создания 3D клеточной культуры
Biomedical Chemistry: Research and Methods (год публикации - 2018)
10.18097/bmcrm00048
2.
Суи Т., Салвати Е., Занг Х., Ниаза К., Сенатов Ф.С., Салимон А.И., Корсунский А.М.
Probing the complex thermo-mechanical properties of a 3D-printed polylactide-hydroxyapatite composite using in situ synchrotron X-ray scattering,
Journal of Advanced Research (год публикации - 2018)
10.1016/j.jare.2018.11.002
3. Сенатов Ф.С., Чубрик А.В., Максимкин А.В., Колесников Е.А., Салимон А.И. Comparative analysis of structure and mechanical properties of porous PEEK and UHMWPE biomimetic scaffolds Materials Letters (год публикации - 2019)
4.
Салимон А.И., Статник Е.С., Задорожный М.Ю., Сенатов Ф.С., Жеребцов Д.Д., Сафонов А.А. Корсунский А.М.
Porous open-cell UHMWPE: experimental study of structure and mechanical properties
Materials, 2019, 12, 2195. (год публикации - 2019)
10.3390/ma12132195
5.
Лермонтов С.А., Малкова А.Н., Сипягина Н.А., Страумал Е.А., Максимкин А.В., Колесников Е.А., Сенатов Ф.С.
Properties of highly porous aerogels prepared from ultra-high molecular weight polyethylene
Polymer (год публикации - 2019)
10.1016/j.polymer.2019.121824
6.
Е.С. Статник, К. Драгу, К. Беснард, А. Лунт, А.И. Салимон, А. Максимкин, А.М. Корсунский
Multi-scale Digital Image Correlation analysis of in situ deformation of open-cell UHMWPE foam
Polymers, 2020, 12, 2607 (год публикации - 2020)
10.3390/polym12112607
7.
С.А. Лермонтов А.В. Максимкин, Н.А. Сипягина, А.Н. Малкова, Е.А. Колесников, М.Ю. Задорожный, Е.А. Страумал, Т. Дайюб
Ultra-high molecular weight polyethylene with hybrid porous structure
Polymer, 202, 122744 (год публикации - 2020)
10.1016/j.polymer.2020.122744
Публикации
1.
Устюгов A.А., Чичёва М.М., Лысикова Е.А., Вихарева Е.А., Сипягина Н.А., Малкова А.Н., Страумал Е.А., Бовина Е.В., Сенатов Ф.С., Салимон А.И., Максимкин А.В., Лермонтов С.А.
Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) как основа клеточного матрикса для создания 3D клеточной культуры
Biomedical Chemistry: Research and Methods (год публикации - 2018)
10.18097/bmcrm00048
2.
Суи Т., Салвати Е., Занг Х., Ниаза К., Сенатов Ф.С., Салимон А.И., Корсунский А.М.
Probing the complex thermo-mechanical properties of a 3D-printed polylactide-hydroxyapatite composite using in situ synchrotron X-ray scattering,
Journal of Advanced Research (год публикации - 2018)
10.1016/j.jare.2018.11.002
3. Сенатов Ф.С., Чубрик А.В., Максимкин А.В., Колесников Е.А., Салимон А.И. Comparative analysis of structure and mechanical properties of porous PEEK and UHMWPE biomimetic scaffolds Materials Letters (год публикации - 2019)
4.
Салимон А.И., Статник Е.С., Задорожный М.Ю., Сенатов Ф.С., Жеребцов Д.Д., Сафонов А.А. Корсунский А.М.
Porous open-cell UHMWPE: experimental study of structure and mechanical properties
Materials, 2019, 12, 2195. (год публикации - 2019)
10.3390/ma12132195
5.
Лермонтов С.А., Малкова А.Н., Сипягина Н.А., Страумал Е.А., Максимкин А.В., Колесников Е.А., Сенатов Ф.С.
Properties of highly porous aerogels prepared from ultra-high molecular weight polyethylene
Polymer (год публикации - 2019)
10.1016/j.polymer.2019.121824
6.
Е.С. Статник, К. Драгу, К. Беснард, А. Лунт, А.И. Салимон, А. Максимкин, А.М. Корсунский
Multi-scale Digital Image Correlation analysis of in situ deformation of open-cell UHMWPE foam
Polymers, 2020, 12, 2607 (год публикации - 2020)
10.3390/polym12112607
7.
С.А. Лермонтов А.В. Максимкин, Н.А. Сипягина, А.Н. Малкова, Е.А. Колесников, М.Ю. Задорожный, Е.А. Страумал, Т. Дайюб
Ultra-high molecular weight polyethylene with hybrid porous structure
Polymer, 202, 122744 (год публикации - 2020)
10.1016/j.polymer.2020.122744
Публикации
1.
Устюгов A.А., Чичёва М.М., Лысикова Е.А., Вихарева Е.А., Сипягина Н.А., Малкова А.Н., Страумал Е.А., Бовина Е.В., Сенатов Ф.С., Салимон А.И., Максимкин А.В., Лермонтов С.А.
Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) как основа клеточного матрикса для создания 3D клеточной культуры
Biomedical Chemistry: Research and Methods (год публикации - 2018)
10.18097/bmcrm00048
2.
Суи Т., Салвати Е., Занг Х., Ниаза К., Сенатов Ф.С., Салимон А.И., Корсунский А.М.
Probing the complex thermo-mechanical properties of a 3D-printed polylactide-hydroxyapatite composite using in situ synchrotron X-ray scattering,
Journal of Advanced Research (год публикации - 2018)
10.1016/j.jare.2018.11.002
3. Сенатов Ф.С., Чубрик А.В., Максимкин А.В., Колесников Е.А., Салимон А.И. Comparative analysis of structure and mechanical properties of porous PEEK and UHMWPE biomimetic scaffolds Materials Letters (год публикации - 2019)
4.
Салимон А.И., Статник Е.С., Задорожный М.Ю., Сенатов Ф.С., Жеребцов Д.Д., Сафонов А.А. Корсунский А.М.
Porous open-cell UHMWPE: experimental study of structure and mechanical properties
Materials, 2019, 12, 2195. (год публикации - 2019)
10.3390/ma12132195
5.
Лермонтов С.А., Малкова А.Н., Сипягина Н.А., Страумал Е.А., Максимкин А.В., Колесников Е.А., Сенатов Ф.С.
Properties of highly porous aerogels prepared from ultra-high molecular weight polyethylene
Polymer (год публикации - 2019)
10.1016/j.polymer.2019.121824
6.
Е.С. Статник, К. Драгу, К. Беснард, А. Лунт, А.И. Салимон, А. Максимкин, А.М. Корсунский
Multi-scale Digital Image Correlation analysis of in situ deformation of open-cell UHMWPE foam
Polymers, 2020, 12, 2607 (год публикации - 2020)
10.3390/polym12112607
7.
С.А. Лермонтов А.В. Максимкин, Н.А. Сипягина, А.Н. Малкова, Е.А. Колесников, М.Ю. Задорожный, Е.А. Страумал, Т. Дайюб
Ultra-high molecular weight polyethylene with hybrid porous structure
Polymer, 202, 122744 (год публикации - 2020)
10.1016/j.polymer.2020.122744