Регенераційні процеси in vitro та in vivo під впливом експериментальних зразків синтетичних гідрогелевих імплантатів на основі полівінілформалю

Автор(и)

  • Ю.М. Самченко Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України
  • А.П. Малецький ДУ "Інститут очних хвороб і тканинної терапії ім. В.П.Філатова НАМН України" https://orcid.org/0000-0002-7135-5218
  • С.М. Дибкова Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України
  • Т.Г. Грузіна Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України
  • Л.С. Рєзніченко Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України
  • В.І. Подольська Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України
  • Л.О. Керносенко Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України
  • О.В. Артьомов ДУ "Інститут очних хвороб і тканинної терапії ім. В.П.Філатова НАМН України"
  • Т.П. Полторацька Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України
  • Н.М. Жолобак Інститут мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного
  • В.Г. Колесніченко Інститут проблем матеріалознавства імені І. М. Францевича, НАН України

DOI:

https://doi.org/10.31288/oftalmolzh202533544

Ключові слова:

ПВФ, гідрогелеві імплантати з наночастинками золота й альбуцидом, орбіта, регенерація, муномодулювальна дія in vitro, in vivo, біосумісність, імплантація

Анотація

Мета – вивчити регенераційні процеси in vitro та in vivo під впливом експериментальних зразків синтетичних гідрогелевих імплантатів на основі полівінілформалю.

Матеріал та методи: СЕМ-аналіз; оцінювання in vitro регенераційних процесів методом «загоєння подряпини» (wound-healing method) з використанням культури клітин Vero; дослідження in vivo регенераційних процесів у тканинах орбіти і холки лабораторних кролів під впливом експериментальних зразків синтетичних гідрогелевих імплантатів на основі полівінілформалю. Експериментальні дослідження гібридного гідрогелю були проведені на 20 кроликах породи шиншила, масою 2-3 кг, віком 5-6 міс., які під час дослідження знаходилися в однакових умовах перебування.

Результати. За рівнем регенераційних процесів в тесті in vitro ефективності заростання подряпини серед досліджених експериментальних зразків гідрогелів (гідрогель ПВФ; гідрогель ПВФ+AuNP (12,06 мкг/г); гідрогель ПВФ, просочений полі-N-ізопропілакриламідом (НІПА)) найбільш ефективним виявився гідрогель ПВФ+AuNP (12,06 мкг/г) (показник закриття «рани» 91%). В дослідженнях in vivo локальних ефектів після імплантації гідрогелю ПВФ+AuNP (12,06 мкг/г) в склеральний мішок, тканини орбіти та під шкіру холки дослідних тварин показано помірний набряк ділянки післяопераційного шва та прилеглої кон'юнктиви, який на десяту добу зменшився,  а на 17-19 добу був практично відсутній. За результатами гістоморфологічних досліджень особливостей реакції тканин орбіти і холки кролів на гідрогелевий імплантат, показано відсутність його резорбції та гострих запальних процесів оточуючих тканин.

Висновок. Виконаний комплекс досліджень регенераційних процесів in vitro та in vivo під впливом експериментальних зразків синтетичних гідрогелевих імплантатів на основі полівінілформалю свідчить про високу біосумісність гідрогелю ПВФ+AuNP (12,06 мкг/г) та його перспективність в якості імплантуючого матеріалу.

Біографії авторів

Ю.М. Самченко , Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України

Самченко Ю. М., д.х.н., завідувач відділу, Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України, Київ, Україна

А.П. Малецький, ДУ "Інститут очних хвороб і тканинної терапії ім. В.П.Філатова НАМН України"

Малецький А. П., д.м.н., проф., завідувач відділення, ДУ «Інститут очних хвороб і тканинної терапії імені В. П., Філатова НАМН України», Одеса, Україна

С.М. Дибкова , Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України

Дибкова С. М., старший науковий співробітник, к.б.н., Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України, Київ, Україна

Т.Г. Грузіна , Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України

Грузіна Т.Г., старший науковий співробітник, к.б.н., Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України, Київ, Україна

Л.С. Рєзніченко , Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України

Рєзніченко Л.С., старший науковий співробітник, к.б.н., Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України, Київ, Україна

В.І. Подольська , Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України

Подольська В.І., старший науковий співробітник, к.х.н., Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України, Київ, Україна

Л.О. Керносенко , Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України

Керносенко Л.О., старший науковий співробітник, к.х.н., Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України, Київ, Україна

О.В. Артьомов , ДУ "Інститут очних хвороб і тканинної терапії ім. В.П.Філатова НАМН України"

Артьомов О.В., к.мед.н., завідувач лабораторії, ДУ «Інститут очних хвороб і тканинної терапії імені В. П. Філатова НАМН України», Одеса, Україна

Т.П. Полторацька , Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України

Полторацька Т.П., головний інженер-дослідник, Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України, Київ, Україна

Н.М. Жолобак , Інститут мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного

Жолобак Н.М., старший науковий співробітник, к.б.н., Інститут мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного, Київ, Україна

В.Г. Колесніченко , Інститут проблем матеріалознавства імені І. М. Францевича, НАН України

Колесніченко В.Г., науковий співробтник, Інститут проблем матеріалознавства імені І. М. Францевича, НАН України, Київ, Україна

Посилання

Lanigan A, Lindsey B, Maturo S, Brennan J, Laury A. "The Joint Facial and Invasive Neck Trauma (J-FAINT) Project, Iraq and Afghanistan: 2011-2016. Otolaryngol Head Neck Surg. 2017 Oct;157(4):602-607. https://doi.org/10.1177/0194599817725713

Bordbar-Khiabani A, Gasik M. Smart hydrogels for advanced drug delivery systems. Int J Mol Sci. 2022 Mar 27;23(7):3665. https://doi.org/10.3390/ijms23073665

Clasky AJ, Watchorn JD, Chen PZ, Gu FX. From prevention to diagnosis and treatment: Biomedical applications of metal nanoparticle-hydrogel composites. Acta Biomater. 2021 Mar 1;122:1-25. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2020.12.030

Chugh H, Sood D, Chandra I, Tomar V, Dhawan G, Chandra R. Role of gold and silver nanoparticles in cancer nano-medicine. Artif Cells Nanomed Biotechnol. 2018;46(sup1):1210-1220. https://doi.org/10.1080/21691401.2018.1449118

Crezee J, Franken NAP, Oei AL. Hyperthermia-based anti-cancer treatments. Cancers (Basel). 2021 Mar 12;13(6):1240. https://doi.org/10.3390/cancers13061240

Darweesh RS, Ayoub NM, Nazzal S. Gold nanoparticles and angiogenesis: molecular mechanisms and biomedical applications. Int J Nanomedicine. 2019 Sep 19;14:7643-7663. https://doi.org/10.2147/IJN.S223941

Grant SA, Zhu J, Gootee J, Snider CL, Bellrichard M, Grant DA. Gold Nanoparticle-Collagen Gels for Soft Tissue Augmentation. Tissue Eng Part A. 2018 Jul;24(13-14):1091-1098. https://doi.org/10.1089/ten.tea.2017.0385

Habib LA, Yoon MK. Patient specific implants in orbital reconstruction: A pilot study. Am J Ophthalmol Case Rep. 2021 Oct 19;24:101222. https://doi.org/10.1016/j.ajoc.2021.101222

Heo DN, Ko WK, Bae MS, Lee JB, Lee DW, Byun W, et al. Enhanced bone regeneration with a gold nanoparticle-hydrogel complex. J Mater Chem B. 2014; 2, 1584-1593. https://doi.org/10.1039/C3TB21246G

Ho TC, Chang CC, Chan HP, Chung TW, Shu CW, Chuang KP, et al. Hydrogels: Properties and applications in biomedicine. Molecules. 2022 May 2;27(9):2902. https://doi.org/10.3390/molecules27092902

ISO 10993-12, ISO 10993-12:2012 Biological evaluation of medical devices - Part 12: Sample preparation and reference materials, 2014 (2014).

Jafari M, Paknejad Z, Rad MR, Motamedian SR, Eghbal MJ, Nadjmi N, et al. Polymeric scaffolds in tissue engineering: a literature review. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2017 Feb;105(2):431-459. https://doi.org/10.1002/jbm.b.33547

Kim B, Lee JS. Thermally reversible shape transformation of nano-patterned PNIPAAm hydrogel. Polym Bull. 2021;78: 3353-3361. https://doi.org/10.1007/s00289-020-03276-3

Li H, Pan S, Xia P, Chang Y, Fu C, Kong W, et al. Advances in the application of gold nanoparticles in bone tissue engineering. J Biol Eng. 2020 May 6;14:14. https://doi.org/10.1186/s13036-020-00236-3

Lee D, Heo DN, Nah HR, Lee SJ, Ko WK, Lee JS, et al. Injectable hydrogel composite containing modified gold nanoparticles: implication in bone tissue regeneration. Int J Nanomedicine. 2018 Nov 1;13:7019-7031. https://doi.org/10.2147/IJN.S185715

Liang CC, Park AY, Guan JL. In vitro scratch assay: a convenient and inexpensive method for analysis of cell migration in vitro. Nat Protoc. 2007;2(2):329-33. https://doi.org/10.1038/nprot.2007.30

Memic A, Alhadrami HA, Hussain MA, Aldhahri M, Al Nowaiser F, Al-Hazmi F, et al. Hydrogels 2.0: improved properties with nanomaterial composites for biomedical applications. Biomed Mater. 2015 Dec 23;11(1):014104. https://doi.org/10.1088/1748-6041/11/1/014104

Pinho RA, Haupenthal DPS, Fauser PE, Thirupathi A, Silveira PCL. Gold nanoparticle-based therapy for muscle inflammation and oxidative stress. J Inflamm Res. 2022 May 31;15:3219-3234. https://doi.org/10.2147/JIR.S327292

Ratemi E. 5-pH-responsive polymers for drug delivery applications. In: Makhlouf ASH, Abu-Thabit NY, editors. Woodhead publishing series in biomaterials, stimuli responsive polymeric nanocarriers for drug delivery applications, V.1. Woodhead Publishing; 2018. p.121-141. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-101997-9.00005-9

Rodriguez LG, Wu X, Guan JL. Wound-healing assay. Methods Mol Biol. 2005;294:23-9. https://doi.org/10.1385/1-59259-860-9:023

Samchenko YuM, Dybkova SM, Maletskyi AP, Kernosenko LO, Artiomov OV, Gruzina TG, et al. In vitro and in vivo study of the biocompatibility and adjacent soft tissue response to synthetic polyvinylformal hydrogel implant. Oftalmol Zh. 2024; 110:45-51. https://doi.org/10.31288/oftalmolzh202434551

Samchenko YuM, Dybkova SM, Reznichenko LS, Kernosenko LO, Gruzina TG, Poltoratska TP, et al. Synthesis and study on antimicrobial properties of hydrogel materials for maxillo-facial Surgery. Him Fiz Tehnol Poverhni. 2024;15:110-118. https://doi.org/10.15407/hftp15.01.110

Suarez-Arnedo A, Torres Figueroa F, Clavijo C, Arbeláez P, Cruz JC, Muñoz-Camargo C. An image J plugin for the high throughput image analysis of in vitro scratch wound healing assays. PLoS One. 2020 Jul 28;15(7):e0232565. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0232565

Tan HL, Teow SY, Pushpamalar J. Application of metal nanoparticle-hydrogel composites in tissue regeneration. Bioengineering. 2019; 6(1):17. https://doi.org/10.3390/bioengineering6010017

Xian S, Webber MJ. Temperature-responsive supramolecular hydrogels. J Mater Chem B. 2020;8: 9197-9211. https://doi.org/10.1039/D0TB01814G

Yesildag C, Zhang Z, Ren F, Vicente GD, Lensen MC. Nano- and micro-patterning of gold nanoparticles on PEG- based hydrogels for controlling cell adhesion. In: Seehra MS, Bristow AD, editors. Noble andprecious metals - properties, nanoscale effects and applications. 2018. https://doi.org/10.5772/intechopen.71548

Wu Y, Wang H, Gao F, Xu Z, Dai F, Liu W. An injectable supramolecular polymer nanocomposite hydrogel for prevention of breast cancer recurrence with theranostic and mammoplastic functions. Adv Funct Mater. 2018;28(21):1801000. https://doi.org/10.1002/adfm.201801000

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-06-30

Як цитувати

[1]
Самченко , Ю. et al. 2025. Регенераційні процеси in vitro та in vivo під впливом експериментальних зразків синтетичних гідрогелевих імплантатів на основі полівінілформалю. Офтальмологічний журнал. 3 (Чер 2025), 35–44. DOI:https://doi.org/10.31288/oftalmolzh202533544.

Номер

№ 3 (2025): Офтальмологічний журнал

Розділ

Експериментальні дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Самченко Ю. М., Малецький А. П., Дибкова С. М., Грузіна Т. Г., Рєзніченко Л. С., Подольська В. І., Керносенко Л. О., Артьомов О. В., Полторацька Т. П., Жолобак Н. М., Колесніченко В. Г.

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY). Ця ліцензія дозволяє повторно використовувати, поширювати, переробляти, адаптувати та будувати на основі матеріалу на будь-якому носії або в будь-якому форматі за умови обов'язкового посилання на авторів робіт і первинну публікацію у цьому журналі. Ліцензія дозволяє комерційне використання.

ПОЛОЖЕННЯ ПРО АВТОРСЬКІ ПРАВА 

Автори, які подають матеріали до цього журналу, погоджуються з наступними положеннями:

  1. Автори отримують право на авторство своєї роботи одразу після її публікації та назавжди зберігають це право за собою без жодних обмежень.
  2. Дата початку дії авторського права на статтю відповідає даті публікації випуску, до якого вона включена.

ПОЛІТИКА ДЕПОНУВАННЯ

  1. Редакція журналу заохочує розміщення авторами рукопису статті в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах), оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності і динаміці цитування.
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження статті у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом за умови збереження посилання на первинну публікацію у цьому журналі.
  3. Дозволяється самоархівування постпринтів (версій рукописів, схвалених до друку в процесі рецензування) під час їх редакційного опрацювання або опублікованих видавцем PDF-версій.
  4. Самоархівування препринтів (версій рукописів до рецензування) не дозволяється.

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають

Схожі статті

1 2 > >> 

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.