Новые подходы к изучению жизнедеятельности клеток в разных условиях культивирования с оценкой растворенного в питательной среде кислорода

Цель – разработать новые подходы к изучению морфофункционального состояния хондробластов, культивируемых при 37°C на 3D-носителе из аллоспонгиозы в разных условиях: в CO₂-инкубаторе при 5% CO₂ и в термостате в герметичной пробирке.

Материал и методы. Исследование проведено на первичных хондробластах, выделенных из хряща суставных поверхностей фаланг добавочных пальцев. Клетки помещались на 3D-носитель – деминерализованную лиофилизированную спонгиозу человека «Лиопласт»^®. Культивирование клеток проводили в полной ростовой среде при температуре 37°С в разных условиях: в закрытой системе в термостате и в открытой системе в CO₂-инкубаторе (5% CO₂). Для оценки морфофункционального состояния клеток на поверхности носителя использовали окраску пикросириусом красным, набор флюоресцентных красителей LIVE/DEAD^® и растровую электронную микроскопию. Для получения данных о концентрации кислорода в питательной среде применяли модифицированный метод титрования по Винклеру.

Результаты. С помощью комплекса морфологических методов подтверждено наличие живых клеток на поверхности аллоспонгиозы через 7 суток культивирования. Клетки имеют веретеновидную или полигональную форму и могут расти в 2 и более слоев. Титриметрический анализ показал снижение содержания растворенного в среде кислорода с клеточно-тканевым материалом через 7 суток культивирования на 72,4% в термостате и 63,5% в CO₂-инкубаторе. В пробирках без клеток с одним только носителем также происходило снижение содержания кислорода на 47,3% в термостате и 66,1% в CO₂-инкубаторе.

Выводы. 1. На основе титриметрического метода Винклера разработан способ оценки содержания растворенного кислорода в питательной среде при выращивании адгезивных клеточных культур на 3D-носителе. 2. Сравнительный анализ содержания растворенного в питательной среде кислорода при культивировании хондробластов на 3D-носителе из аллоспонгиозы в CO₂-инкубаторе и в закрытой пробирке в термостате показал общую тенденцию к снижению концентрации кислорода в течение 7 суток культивирования. 3. Установлен факт снижения концентрации кислорода в течение 7 суток в пробирках с образцами аллоспонгиозы (без клеток). 4. Эффективным и экономически выгодным способом создания тканеинженерных конструкций для хондропластики является заселение 3D-носителя из аллоспонгиозы хондробластами ювенильного суставного хряща и последующее культивирование в герметичной пробирке полностью заполненной питательной средой в течение 7 суток.