The object of research, development or design (in Russian) : модифицированные полимеры, 3D сфероиды стволовых клеток

The object of research, development or design (in Kazakh) : модифицирленген полимерлер, 3D жасушаларының сфероидтары

Aim of work (in Russian) : Получение функционализированных макропористых полимеров на основе желатина и гиалуроновой кислоты методом клик-реакции для пролиферации 3D сфероидов МСК.

Aim of work (in Kazakh) : Желатин мен гиалурон қышқылы негізінде функционалды макрокеуекті полимерлерді 3D МБЖ сфероидтарының пролиферациясы үшін клик реакциясы әдісімен дайындау.

Методы исследования (на русском) : В работе были использованы методы модификации преполимеров, «клик» химии, ИК-, ЯМР-спектроскопии и клеточной биотехнологии.

Методы исследования (на казахском) : Жұмыста преполимерді модификациялау, "клик" химиясы, ИҚ және ЯМР спектроскопиясы және жасушалық биотехнология әдістері қолданылды.

Obtained results and novelty (in Russian) : Химическая модификация желатина и гиалуроновой кислоты проведена с целью введения в их структуры алкенильных и тиольных групп. Для внедрения ненасыщенных алкенильных групп использовали 4-пентеновый ангидрид, тиольные фрагменты вводили посредством реакции с N-ацетилцистеином. Модификацию желатина осуществляли при рН~9 и температуре 50°C. Все синтезы проводили в темноте с последующей очисткой образцов методом диализа в течение 5 суток против MilliQ. Полученные продукты подвергали лиофильной сушке в течение 24 часов, выделенные преполимеры использовали для дальнейших физико-химических исследований. Экспериментально установлено, что при снижении количества ангидрида в реакционной среде формируются более мягкие, гелеобразные полимерные матрицы. Сшивание тиол-модифицированной гиалуроновой кислоты осуществляли с использованием EDC в присутствии сульфо-NHS. Идентификацию функциональных групп проводили с применением ИК- и ЯМР-спектроскопии. Мезенхимальные стромальные клетки (МСК), выделенные из жировой ткани крысы, культивировали в формате 3D-сфероидов методом «висячей капли» при плотности 30 000 клеток на сфероид. Спустя три дня наблюдали формирование стабильных клеточных сфероидов. Морфологический анализ образцов выполняли с использованием инвертированного флуоресцентного микроскопа AxioObserver A1 и программного обеспечения Zen 2011. По итогам анализа литературы подготовлена и опубликована научная статья в Material Today Chemistry (IF=6.9, Q1, процентиль 88-й).

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Желатин мен гиалурон қышқылының химиялық модификациясы алкенил және тиол функционалды топтарын олардың құрылымдарына енгізу мақсатында жүргізілді. Қанықпаған алкенил топтарын енгізу үшін 4-пентен ангидриді қолданылды, ал тиол фрагменттері N-ацетилцистеинмен реакция арқылы енгізілді. Желатинді модификациялау рН~9 және 50°C температурада жүргізілді. Барлық синтездер қараңғыда жүргізілді, содан кейін үлгілер MilliQ-ға қарсы 5 күн бойы диализ арқылы тазартылды. Алынған өнімдер 24 сағат бойы мұздатып кептірілді, содан кейін бөлінген преполимерлер одан әрі физика-химиялық зерттеулер үшін пайдаланылды. Реакция ортасындағы ангидрид мөлшерінің азаюы жұмсақ, гель тәрізді полимер матрицаларының пайда болуына әкелетіні тәжірибе жүзінде анықталды. Тиолмен модификацияланған гиалурон қышқылының көлденең байланысы сульфо-NHS қатысуымен карбодиимид EDC көмегімен жүргізілді. Функционалды топтар ИҚ және ЯМР спектроскопиясын қолдану арқылы анықталды. Егеуқұйрық май тінінен бөлініп алынған мезенхималық стромальды жасушалар 3D МБЖ сфероидтар ретінде ілулі тамшы әдісімен бір сфероидқа 30 000 жасуша тығыздығында өсірілді. Үш күннен кейін тұрақты жасуша сфероидтарының түзілуі байқалды. Үлгілердің морфологиялық талдауы AxioObserver A1 инверттелген флуоресценттік микроскопын және Zen 2011 бағдарламалық жасақтамасын пайдаланып жүргізілді. Зерттеу тақырыбы бойынша әдеби шолудан кейін Material Today Chemistry журналында ғылыми мақала дайындалып, жарияланды (IF=6.9, Q1, процентиль 88).

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Введение ненасыщенных двойных связей в молекулу полимера делает его более реакционно способной к дальнейшим реакциям полимеризации. Эти результаты последующем послужат основной для клеточных культур.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Полимер молекуласына қанықпаған қос байланыстың енгізілуі оны әрі қарай полимерлену реакциялары үшін реактивті етеді. Бұл нәтижелер кейіннен жасуша дақылдарының негізі болып қызмет етеді.

Level of implementation (in Russian) : не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : еңгізілмеген

Efficiency (in Russian) : Эффективность клик-химии обусловлена её высокой селективностью, быстрым протеканием реакций и мягкими условиями, позволяющими формировать устойчивые трёхмерные сети без повреждения полимеров. Использование клеточных культур в сочетании с клик-реакциями обеспечивает создание биоматериалов с контролируемой архитектурой и биологической активностью, максимально приближенной к естественным тканям.

Efficiency (in Kazakh) : "Клик" химиясының тиімділігі оның жоғары селективтілігіне, жылдам реакцияларына және полимерлерге зақым келтірмей тұрақты үш өлшемді желілерді қалыптастыруға мүмкіндік беретін жұмсақ жағдайларына байланысты. Жасуша дақылдарын шертпе реакцияларымен бірге пайдалану табиғи тіндерге өте ұқсас бақыланатын архитектурасы мен биологиялық белсенділігі бар биоматериалдарды жасауға мүмкіндік береді.

Field of application (in Russian) : химия, биотехнологии, регенеративная медицина

Field of application (in Kazakh) : химия, биотехнология, регенеративті медицина