Биосовместимые биодеградируемые композитные материалы на основе рекомбинантных белков паутины

Руководитель направления Богуш Владимир Георгиевич

Области применения спидроина и его прикладное значение

Спидроин применяется для создания биосовместимых и биодеградируемых нанокомпозитных материалов на основе рекомбинантных белков паутины и биополимеров в виде гидрогелевых и твердотельных матриксов.

Также он может использоваться при замещении и регенерации поврежденных мягких и костных тканей, в том числе при создании искусственных органов или тканей (печень, почки, поджелудочная железа, миокард, хрящевая ткань, синовиальная жидкость, нейрогенная ткань).

В восстановительной и заместительной хирургии спидроин используется в качестве:

• Имплантатов для замещения дефектов мягких и костных тканей у онкологических пациентов и при пластических операциях; 
• Препарата, способствующего регенерации поврежденных тканей у пациентов с патологиями опорно-двигательного аппарата и других нарушений;
• Имплантируемых систем для трансплантации стволовых, преддиференцированных и дифференцированных клеток органов и тканей в качестве биоактивного каркаса, в том числе, для создания биоискусственных органов и тканей (печень, почки, поджелудочная железа, миокард, хрящевая ткань, синовиальная жидкость, нейрогенная ткань);
• Пленочного покрытия для лечения ожогов и ран;
• Наноконтейнеров для адресной доставки лекарств;
• Барьеров для предотвращения образования послеоперационных рубцов и спаек. 

Вновь образованная искусственная нить рекомбинантного спидроина в спиртовой среде

Уникальные свойства материала

• Способность к порообразованию непосредственно при контакте с биологическими средами;
• Многофункциональность (одновременно выполняют функции каркаса, подложки и питательной среды для клеточных культур);
• Высокая эластичность и механическая прочность;
• Большая энергия разрыва;
• Возможность моделирования формы непосредственно во время операции;
• Биодеградабельность от нескольких недель до нескольких месяцев с сохранением медико-технических свойств изделия;
• Возможность введения в состав материала (с помощью генно-инженерных или химических методов) последовательностей аминокислот или химических групп, обеспечивающих связывание клеток и узнавание специфических рецепторов;
• Конечными продуктами биодеградации являются углекислый газ и вода. 

Разработки ФГУП "ГосНИИгенетика"

• Получены дрожжевые штаммы-продуценты рекомбинантных аналогов белков паутины;
• Разработан лабораторный регламент получения рекомбинантного спидроина;
• Отработаны условия получения искусственных пленок на его основе методом микрокапиллярного электрораспыления;
• Разработаны основы технологии получения образцов нанокомпозитных каркасов для культивирования клеток на основе рекомбинантных белков паутины и биополимеров в виде твердотельных матриксов и наноструктурированных гидрогелевых систем;
• Показано, что введение рекомбинатного спидроина в матриксы из натурального шелка, коллагена и полиоксибутирата приводит к повышению пористости и упругости, замедлению деструкции;
• Предварительные опыты in vitro и in vivo свидетельствуют о нетоксичности и низкой иммуногенности матриксов на основе рекомбинантных спидроинов, а также об их способности поддерживать рост и дифференциацию клеток;
• Опыты по имплантации матрикса из рекомбинантного спидроина в подкожную ткань и мышцу на мышах показали его способность к эффективному формированию сети кровеносных сосудов.

Видеоролик о технологии можно посмотреть здесь

16.12.2009, 6505 просмотров.