RU2013142296A - BIORESORBABLE POLYMER CELL MATRIX - Google Patents

BIORESORBABLE POLYMER CELL MATRIX Download PDF

Info

Publication number
RU2013142296A
RU2013142296A RU2013142296/15A RU2013142296A RU2013142296A RU 2013142296 A RU2013142296 A RU 2013142296A RU 2013142296/15 A RU2013142296/15 A RU 2013142296/15A RU 2013142296 A RU2013142296 A RU 2013142296A RU 2013142296 A RU2013142296 A RU 2013142296A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nano
objects
micro
matrix according
dimensional matrices
Prior art date
Application number
RU2013142296/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2563621C2 (en
Inventor
Виктор Яковлевич Принц
Петр Михайлович Ларионов
Михаил Анатольевич Садовой
Екатерина Владимировна Мамонова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук (ИФП СО РАН)
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Я.Л. Цивьяна" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НИИТО им. Я.Л. Цивьяна" Минздрава России)
Закрытое акционерное общество "ИННОВАЦИОННЫЙ МЕДИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ЦЕНТР (Технопарк) (ЗАО "ИМТЦ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук (ИФП СО РАН), Федеральное государственное бюджетное учреждение "Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Я.Л. Цивьяна" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НИИТО им. Я.Л. Цивьяна" Минздрава России), Закрытое акционерное общество "ИННОВАЦИОННЫЙ МЕДИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ЦЕНТР (Технопарк) (ЗАО "ИМТЦ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук (ИФП СО РАН)
Priority to RU2013142296/15A priority Critical patent/RU2563621C2/en
Publication of RU2013142296A publication Critical patent/RU2013142296A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2563621C2 publication Critical patent/RU2563621C2/en

Links

Abstract

1. Биорезорбируемая полимерная клеточная матрица, содержащая каркас-носитель для клеточных культур и биологических агентов, отличающаяся тем, что каркас выполнен собираемым из N ориентированных друг относительно друга двумерных матриц с N≥1 с возможностью их фиксации в стопку после заселения клетками для тканевой инженерии, каждая из двумерных матриц сформирована с помощью литографии в виде пленки полимера с поверхностными массивами микро- и/или нанообъектов, характеризующимися индивидуальной архитектурой, системностью и взаимосвязанностью расположения в архитектуре микро- и/или нанообъектов, с возможностью задания структуры ткани, подлежащей формированию, учета ее биологических функций, с возможностью обеспечения механической поддержки, управления процессами дифференцировки и пролиферации клеток.2. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что каркас выполнен собираемым из N ориентированных друг относительно друга двумерных матриц, устанавливаемых с примыканием друг к другу или с зазором.3. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что N ориентированных друг относительно друга двумерных матриц выполнены плоской или криволинейной формы, с поверхностными массивами микро- и/или нанообъектов, выполненными на одной или обеих поверхностях.4. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что в отношении каждой из N двумерных матриц с N≥1 поверхностные массивы микро- и/или нанообъектов, характеризующимися индивидуальной архитектурой, системностью и взаимосвязанностью расположения в архитектуре микро- и/или нанообъектов, с возможностью задания структуры ткани, подлежащей формированию, учета ее биологических функций, с возможностью обес1. Bioresorbable polymer cell matrix containing a carrier frame for cell cultures and biological agents, characterized in that the frame is assembled from N two-dimensional matrices with N≥1 oriented relative to each other with the possibility of their fixation in a pile after colonization by cells for tissue engineering, each of the two-dimensional matrices is formed using lithography in the form of a polymer film with surface arrays of micro- and / or nano-objects, characterized by individual architecture, consistency and interconnection Nost location in the architecture of micro- and / or nano-objects, with the ability to specify the tissue structure to be formed, taking into account its biological functions, with the ability to provide mechanical support, process control differentiation and proliferation kletok.2. The matrix according to claim 1, characterized in that the frame is assembled from N two-dimensional matrices oriented relative to each other, which are installed adjacent to each other or with a gap. The matrix according to claim 1, characterized in that N two-dimensional matrices oriented relative to each other are made of a flat or curved shape, with surface arrays of micro- and / or nano-objects made on one or both surfaces. The matrix according to claim 1, characterized in that for each of N two-dimensional matrices with N≥1, surface arrays of micro- and / or nano-objects, characterized by individual architecture, consistency and interconnected arrangement in the architecture of micro- and / or nano-objects, with the possibility of setting the structure of the tissue to be formed, taking into account its biological functions, with the possibility of

Claims (10)

1. Биорезорбируемая полимерная клеточная матрица, содержащая каркас-носитель для клеточных культур и биологических агентов, отличающаяся тем, что каркас выполнен собираемым из N ориентированных друг относительно друга двумерных матриц с N≥1 с возможностью их фиксации в стопку после заселения клетками для тканевой инженерии, каждая из двумерных матриц сформирована с помощью литографии в виде пленки полимера с поверхностными массивами микро- и/или нанообъектов, характеризующимися индивидуальной архитектурой, системностью и взаимосвязанностью расположения в архитектуре микро- и/или нанообъектов, с возможностью задания структуры ткани, подлежащей формированию, учета ее биологических функций, с возможностью обеспечения механической поддержки, управления процессами дифференцировки и пролиферации клеток.1. Bioresorbable polymer cell matrix containing a carrier frame for cell cultures and biological agents, characterized in that the frame is assembled from N two-dimensional matrices with N≥1 oriented relative to each other with the possibility of their fixation in a pile after colonization by cells for tissue engineering, each of the two-dimensional matrices is formed using lithography in the form of a polymer film with surface arrays of micro- and / or nano-objects, characterized by individual architecture, consistency and interconnection Nost location in the architecture of micro- and / or nano-objects, with the ability to specify the tissue structure to be formed, taking into account its biological functions, with the ability to provide mechanical support, process control of cell differentiation and proliferation. 2. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что каркас выполнен собираемым из N ориентированных друг относительно друга двумерных матриц, устанавливаемых с примыканием друг к другу или с зазором.2. The matrix according to claim 1, characterized in that the frame is made of assembled from N two-dimensional matrices oriented relative to each other, installed adjacent to each other or with a gap. 3. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что N ориентированных друг относительно друга двумерных матриц выполнены плоской или криволинейной формы, с поверхностными массивами микро- и/или нанообъектов, выполненными на одной или обеих поверхностях.3. The matrix according to claim 1, characterized in that N two-dimensional matrices oriented relative to each other are made of a flat or curvilinear shape, with surface arrays of micro- and / or nano-objects made on one or both surfaces. 4. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что в отношении каждой из N двумерных матриц с N≥1 поверхностные массивы микро- и/или нанообъектов, характеризующимися индивидуальной архитектурой, системностью и взаимосвязанностью расположения в архитектуре микро- и/или нанообъектов, с возможностью задания структуры ткани, подлежащей формированию, учета ее биологических функций, с возможностью обеспечения механической поддержки, управления процессами дифференцировки и пролиферации клеток реализованы для костной ткани, с возможностью максимального копирования матрицей микро- и наноструктуры костей, системы гаверсовых каналов и лакун, а также соединяющих их каналов.4. The matrix according to claim 1, characterized in that for each of the N two-dimensional matrices with N≥1 surface arrays of micro- and / or nano-objects, characterized by individual architecture, consistency and interconnected location in the architecture of micro- and / or nano-objects, with the ability to specify the structure of the tissue to be formed, taking into account its biological functions, with the ability to provide mechanical support, control the processes of differentiation and proliferation of cells are implemented for bone tissue, with the possibility of maximum copying a matrix of micro- and nanostructures of bones, a system of haversian channels and lacunae, as well as channels connecting them. 5. Матрица по п.4, отличающаяся тем, что в отношении каждой из N двумерных матриц с N≥1 поверхностные массивы микро- и/или нанообъектов выполнены содержащими массив продольных углублений для формирования гаверсовых каналов, массив локальных углублений, расположенных вдоль продольных углублений, для формирования лакун в отротогональных друг другу направлениях, массив углублений, соединяющих продольные и локальные углубления - для соединения лакун с гаверсовыми каналами, массив наноканалов, расположенных по всей поверхности пленки полимера под углом относительно продольных углублений, массив наноотверстий в локальных областях для улучшения адгезии клеток в локальных областях и улучшения их дифференцировки и пролиферации.5. The matrix according to claim 4, characterized in that for each of the N two-dimensional matrices with N≥1, the surface arrays of micro- and / or nano-objects are made containing an array of longitudinal recesses for forming haversian channels, an array of local recesses located along the longitudinal recesses, for the formation of lacunae in otrotogonal directions to each other, an array of recesses connecting longitudinal and local recesses - for the connection of lacunae with haversian channels, an array of nanochannels located on the entire surface of the polymer film and at an angle relative to the longitudinal recesses, an array of nanoholes in local areas to improve cell adhesion in local areas and improve their differentiation and proliferation. 6. Матрица по п.5, отличающаяся тем, что продольные углубления для формирования гаверсовых каналов выполнены длиной по всей поверхности пленки полимера, шириной и глубиной, превосходящими размеры клеток и достаточными для формирования структурной единицы костной ткани.6. The matrix according to claim 5, characterized in that the longitudinal recesses for the formation of haversian channels are made over the entire surface of the polymer film, the width and depth exceeding the size of the cells and sufficient to form a structural unit of bone tissue. 7. Матрица по п.5 или 6, отличающаяся тем, что продольные углубления для формирования гаверсовых каналов выполнены длиной по всей поверхности пленки полимера, шириной и глубиной от 14 до 25 мкм включительно, с периодом от 200 до 400 мкм включительно, локальные углубления для формирования лакун в отротогональных друг другу направлениях, расположенные вдоль продольных углублений, по обе стороны, выполнены размером около 6 мкм×6 мкм×16 мкм, углубления, соединяющие продольные и локальные углубления - соединения лакун с гаверсовыми каналами, выполнены размером около 1 мкм×2 мкм, наноканалы, расположенные по всей поверхности пленки полимера под углом 45° относительно продольных углублений, выполнены глубиной от 100 до 180 нм включительно, шириной около 120 нм, периодом от 200 до 400 нм включительно, наноотверстия для улучшения адгезии выполнены диаметром от 10 до 30 нм, средней поверхностной плотностью 100 000 000 мм-2.7. The matrix according to claim 5 or 6, characterized in that the longitudinal recesses for forming haversian channels are made along the entire surface of the polymer film, with a width and depth of 14 to 25 microns inclusive, with a period of 200 to 400 microns inclusive, local recesses for the formation of lacunae in otrotogonal to each other directions, located along the longitudinal recesses, on both sides, made about 6 μm × 6 μm × 16 μm in size, the recesses connecting the longitudinal and local recesses — the connection of the lacunae with havers channels, are made with a size of about 1 μm × 2 μm, nanochannels located along the entire surface of the polymer film at an angle of 45 ° relative to the longitudinal recesses are made with a depth of 100 to 180 nm inclusively, a width of about 120 nm, a period of 200 to 400 nm inclusive, nanoholes to improve adhesion made with a diameter of 10 to 30 nm, an average surface density of 100,000,000 mm -2 . 8. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что в отношении каждой из N двумерных матриц с N≥1 поверхностные массивы нанообъектов, выполнены в составе наноканалов, или ноноотверстий, или наношипов, или в сочетании указанных нанообъектов, расположенных с периодом, согласованным с размерами молекул адгезии или центров адгезии, равным величине от 100 до 420 нм включительно.8. The matrix according to claim 1, characterized in that for each of the N two-dimensional matrices with N≥1, the surface arrays of nano-objects are made up of nanochannels, or non-holes, or nano-spikes, or in a combination of these nano-objects located with a period agreed with sizes of adhesion molecules or adhesion centers, equal to a value from 100 to 420 nm inclusive. 9. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что в качестве полимера использован полимер молочной кислоты или полимер молочной кислоты с сополимерами.9. The matrix according to claim 1, characterized in that the polymer used is a lactic acid polymer or a lactic acid polymer with copolymers. 10. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что каркас выполнен собираемым из N ориентированных друг относительно друга с возможностью фиксации двумерных матриц с N≥1, а именно, с использованием для фиксации геля на основе гиалуроновой кислоты с содержанием последней от 1 до 3% включительно или с использованием фибринового клея. 10. The matrix according to claim 1, characterized in that the frame is assembled from N oriented relative to each other with the possibility of fixing two-dimensional matrices with N≥1, namely, using for fixing a gel based on hyaluronic acid with a content of the latter from 1 to 3 % inclusive or using fibrin glue.
RU2013142296/15A 2013-09-16 2013-09-16 Bioresorbable polymer cell matrix RU2563621C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013142296/15A RU2563621C2 (en) 2013-09-16 2013-09-16 Bioresorbable polymer cell matrix

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013142296/15A RU2563621C2 (en) 2013-09-16 2013-09-16 Bioresorbable polymer cell matrix

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013142296A true RU2013142296A (en) 2015-04-27
RU2563621C2 RU2563621C2 (en) 2015-09-20

Family

ID=53282852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013142296/15A RU2563621C2 (en) 2013-09-16 2013-09-16 Bioresorbable polymer cell matrix

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2563621C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2622009C1 (en) * 2015-12-25 2017-06-08 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук (ИФП СО РАН) Method for biooresorable polymer cell matrix formation for tissue regeneration

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5492697A (en) * 1990-03-05 1996-02-20 Board Of Regents, Univ. Of Texas System Biodegradable implant for fracture nonunions
GB9721585D0 (en) * 1997-10-10 1997-12-10 Geistlich Soehne Ag Chemical product
US5776193A (en) * 1995-10-16 1998-07-07 Orquest, Inc. Bone grafting matrix
US6143293A (en) * 1998-03-26 2000-11-07 Carnegie Mellon Assembled scaffolds for three dimensional cell culturing and tissue generation
WO2002053193A2 (en) * 2001-01-02 2002-07-11 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Tissue engineering of three-dimensional vascularized using microfabricated polymer assembly technology
US20050276791A1 (en) * 2004-02-20 2005-12-15 The Ohio State University Multi-layer polymer scaffolds
US7557051B2 (en) * 2004-03-17 2009-07-07 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University 3-D interconnected multi-layer microstructure of thermoplastic materials
CA2790873A1 (en) * 2010-02-22 2011-08-25 President And Fellows Of Harvard College Methods of generating engineered innervated tissue and uses thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2622009C1 (en) * 2015-12-25 2017-06-08 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук (ИФП СО РАН) Method for biooresorable polymer cell matrix formation for tissue regeneration

Also Published As

Publication number Publication date
RU2563621C2 (en) 2015-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wan et al. Manipulation of stem cells fates: the master and multifaceted roles of biophysical cues of biomaterials
Annabi et al. Highly elastic micropatterned hydrogel for engineering functional cardiac tissue
Deng et al. Nanopatterned adhesive, stretchable hydrogel to control ligand spacing and regulate cell spreading and migration
Ventre et al. Engineering cell instructive materials to control cell fate and functions through material cues and surface patterning
Sun et al. Optimizing the structure and contractility of engineered skeletal muscle thin films
Nayak et al. Thin films of functionalized multiwalled carbon nanotubes as suitable scaffold materials for stem cells proliferation and bone formation
Fujie et al. Spatial coordination of cell orientation directed by nanoribbon sheets
Rahimi et al. Electrosensitive polyacrylic acid/fibrin hydrogel facilitates cell seeding and alignment
Chiu et al. Engineering of oriented myocardium on three-dimensional micropatterned collagen-chitosan hydrogel
HRP20191077T1 (en) Method for repair of ligament or tendon
RU2009125186A (en) COLLAGEN MATERIALS, FILMS AND METHODS FOR THEIR MANUFACTURE
Al‐Haque et al. Hydrogel substrate stiffness and topography interact to induce contact guidance in cardiac fibroblasts
US8877498B2 (en) Porous polymer scaffolds for neural tissue engineering and methods of producing the same
Liu et al. Sulfobetaine as a zwitterionic mediator for 3D hydroxyapatite mineralization
Zhang et al. A review of the three-dimensional cell culture technique: Approaches, advantages and applications
WO2013151755A1 (en) Systems and method for engineering muscle tissue
Ahadian et al. A contactless electrical stimulator: application to fabricate functional skeletal muscle tissue
DK1651756T3 (en) Scaffold-free self-organized 3D synthetic tissue
Qin et al. Bipolar electroactive conducting polymers for wireless cell stimulation
Henry et al. Roles of hydroxyapatite allocation and microgroove dimension in promoting preosteoblastic cell functions on photocured polymer nanocomposites through nuclear distribution and alignment
Motealleh et al. 3D bioprinting of triphasic nanocomposite hydrogels and scaffolds for cell adhesion and migration
RU2013142296A (en) BIORESORBABLE POLYMER CELL MATRIX
JP2010511461A5 (en)
JP2007054034A (en) Cultured cell-spreading device and culture method
Akimoto et al. Facile cell sheet manipulation and transplantation by using in situ gelation method