RU2285039C2 - Method for preparing donor chondroblasts - Google Patents
Method for preparing donor chondroblasts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2285039C2 RU2285039C2 RU2004120645/13A RU2004120645A RU2285039C2 RU 2285039 C2 RU2285039 C2 RU 2285039C2 RU 2004120645/13 A RU2004120645/13 A RU 2004120645/13A RU 2004120645 A RU2004120645 A RU 2004120645A RU 2285039 C2 RU2285039 C2 RU 2285039C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chondroblasts
- cells
- tissue
- preparing
- donor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии, а именно травматологии и ортопедии, и может быть использовано для увеличения числа специализированных клеток, перспективных для коррекции дегениративно-деструктивных изменений хрящевой ткани.The invention relates to biotechnology, namely traumatology and orthopedics, and can be used to increase the number of specialized cells promising for the correction of degenerative-destructive changes in cartilage tissue.
Известны способы культивирования клеток, полученных из артикулярных хрящей.Known methods of culturing cells derived from articular cartilage.
Культивирование артикулярных хондроцитов производится на следующих питательных средах: питательная среда ДМЕМ с добавлением 10% сыворотки плодов коровы (FBS), аскорбиновой кислоты (50 мкг/мл) [Weisser J., Rahfoth В., Timmermann A., Aigner Т., Brauer R. and von der Mark K. Role of growth factors in rabbit articular cartilage repair by chondrocytes in agarose. // Osteoarthritis and Cartilage. 2001. №9. Supplement A. P.48-54], питательная среда F12 с 10% FBS и аскорбиновой кислоты [Badger A. M., Roshak А. К., Cook. M. N., Newman - Tarr Т. M., Swift В. A., Carlson К., Connor J. R., Lee J. С., Gowen M., Lark M. W. and Kumar S. Differential effects of SB 242235, a selective p38 mitogen-activated protein kinase inhibitor, on IL-1 treated bovine and human cartilage/chondrocyte cultures. // J. Osteoarthritis and Cartilage. 2000. №8. P. 434 - 443], среда ДМЕМ/Р12 или среда RPMI/NCTC (1/1) [Freyria A.-M., Cortial D., Ronziere M.-C., Guerret S., Herbage D. Influence of medium composition, static and stirred conditions on the proliferation of and matrixprotein expression of bovine articular chondrocytes cultured in a 3-D collagen scaffold. // Biomaterials 2004. №25. Р.687-697] с добавлением 10% сыворотки. FBS индуцирует дозозависимый эффект на пролиферацию хондроцитов с максимумом при концентрации сыворотки 20% [Guerne P, Sublet A, Lotz M. Growth factor responsiveness of human articular chondrocytes: distinct profiles in primary chondrocytes, subcultured chondrocytes and fibroblasts. // J. Cell Physiol. 1994. №158. P.476-84]. Возможно культивирование хондроцитов в бессывороточной среде с добавлением 1% ITS, 1 мМ цистеина и 1 мМ пирувата [Freyria A.-M., Cortial D., Ronziere M.-C., Guerret S., Herbage D. Influence of medium composition, static and stirred conditions on the proliferation of and matrixprotein expression of bovine articular chondrocytes cultured in a 3-D collagen scaffold. // Biomaterials 2004. №25. Р.687-697]. Во все питательные среды входит аскорбиновая кислота. Добавление в состав питательной среды аскорбиновой кислоты может провоцировать бактериальное инфицирование культуры клеток и изменить ее свойства.Cultivation of articular chondrocytes is performed on the following culture media: DMEM culture medium supplemented with 10% cow fetal serum (FBS), ascorbic acid (50 μg / ml) [Weisser J., Rahfoth B., Timmermann A., Aigner T., Brauer R . and von der Mark K. Role of growth factors in rabbit articular cartilage repair by chondrocytes in agarose. // Osteoarthritis and Cartilage. 2001. No. 9. Supplement A. P.48-54], nutrient medium F12 with 10% FBS and ascorbic acid [Badger A. M., Roshak A. K., Cook. MN, Newman - Tarr T. M., Swift B. A., Carlson K., Connor JR, Lee J. C., Gowen M., Lark MW and Kumar S. Differential effects of SB 242235, a selective p38 mitogen- activated protein kinase inhibitor, on IL-1 treated bovine and human cartilage / chondrocyte cultures. // J. Osteoarthritis and Cartilage. 2000. No8. P. 434 - 443], DMEM / P12 medium or RPMI / NCTC medium (1/1) [Freyria A.-M., Cortial D., Ronziere M.-C., Guerret S., Herbage D. Influence of medium composition, static and frozen conditions on the proliferation of and matrixprotein expression of bovine articular chondrocytes cultured in a 3-D collagen scaffold. // Biomaterials 2004. No. 25. P.687-697] with the addition of 10% serum. FBS induces a dose-dependent effect on chondrocyte proliferation with a maximum at a serum concentration of 20% [Guerne P, Sublet A, Lotz M. Growth factor responsiveness of human articular chondrocytes: distinct profiles in primary chondrocytes, subcultured chondrocytes and fibroblasts. // J. Cell Physiol. 1994. No. 158. P.476-84]. It is possible to cultivate chondrocytes in serum-free medium supplemented with 1% ITS, 1 mM cysteine and 1 mM pyruvate [Freyria A.-M., Cortial D., Ronziere M.-C., Guerret S., Herbage D. Influence of medium composition, static and frozen conditions on the proliferation of and matrixprotein expression of bovine articular chondrocytes cultured in a 3-D collagen scaffold. // Biomaterials 2004. No. 25. P.687-697]. All nutrient media include ascorbic acid. Adding ascorbic acid to the nutrient medium can provoke bacterial infection of the cell culture and change its properties.
Наиболее близким к заявленному способу является способ культивирования хондробластов из межпозвонковых дисков [Masuda К., Sah R.L., Hejna M.J., Thonar E.J.-M.A. A novel two-step method for the formation of tissue-engineered cartilage by mature bovine chondrocytes: the alginate-recovered-chondrocyte (ARC) method. // J. of Orthopaedic Research. 2003. №21. P.39-148] с использованием питательной среды ДМЕМ с добавлением 6% FBS, 50 мкг/мл аскорбиновой кислоты и 100-150 ммоль/л сахарозы. Смену питательной среды производят каждые 2 дня. Число пассажей не превышает 5 раз. Основными недостатками данного метода культивирования являются использование сложной питательной среды для культивирования и частая смена питательной среды, что может привести к контаминации культуры клеток разнообразными инфекционными агентами; культивирование разных частей диска отдельно, что при дальнейшем использовании культуры может приводить к формированию фибробластоподобных клеток.Closest to the claimed method is a method of culturing chondroblasts from intervertebral discs [Masuda K., Sah R.L., Hejna M.J., Thonar E.J.-M.A. A novel two-step method for the formation of tissue-engineered cartilage by mature bovine chondrocytes: the alginate-recovered-chondrocyte (ARC) method. // J. of Orthopedic Research. 2003. No.21. P.39-148] using DMEM growth medium supplemented with 6% FBS, 50 μg / ml ascorbic acid and 100-150 mmol / L sucrose. A change of the nutrient medium is performed every 2 days. The number of passages does not exceed 5 times. The main disadvantages of this method of cultivation are the use of a complex nutrient medium for cultivation and the frequent change of the nutrient medium, which can lead to contamination of the cell culture with various infectious agents; the cultivation of different parts of the disk separately, which with further use of the culture can lead to the formation of fibroblast-like cells.
Задача изобретения - предложить способ культивирования хондробластов пластинок роста тел позвонков, перспективных для использования в клеточной терапии при коррекции дегениративно-деструктивных изменений хрящевой ткани.The objective of the invention is to propose a method for the cultivation of chondroblasts of growth plates of vertebral bodies, promising for use in cell therapy for the correction of degenerative-destructive changes in cartilage tissue.
Решение поставленной задачи позволяет достичь положительный лечебный эффект.The solution of the problem allows to achieve a positive therapeutic effect.
Планируемые результаты будут использованы в хирургической практике. Использование донорского материала для коррекции дегенеративно-дисструктивных изменений хрящевой ткани позволит нормализовать структуру хрящевой ткани, сократить послеоперационный реабилитационный период и количество послеоперационных койкодней, улучшить качество жизни больного.The planned results will be used in surgical practice. The use of donor material for the correction of degenerative and disruptive changes in the cartilage tissue will normalize the structure of the cartilage tissue, reduce the postoperative rehabilitation period and the number of postoperative hospital days, and improve the patient’s quality of life.
Технический результат достигается за счет того, что для получения донорских хондробластов используются пластинки роста (ПР) тел позвонков мини-поросят в возрасте до 4-х месяцев, поскольку морфогистохимические и биохимические данные продемонстрировали сходство между ПР тел позвонков мини-свиней (мини-просенка) и ПР тел позвонков человека. Для получения донорских хондробластов используются ПР тел позвонков, а не ткани межпозвонкового диска (МПД), так как именно в ПР тел позвонков, в отличие от МПД, содержатся только хондробласты. Культивирование клеток из МПД может формировать фибробластоподобный тип клеток. М максимальный выход хондробластов из ткани ПР тела позвонка обеспечивается за счет обрабатки 1,5% раствором коллагеназы в течение 8 часов, причем объем раствора коллагеназы должен превышать минимум в 10 раз объем обрабатываемой ткани. Культивирование полученных хондробластов осуществляется в питательной среде ДМЕМ с добавлением 20% FBS, поскольку FBS индуцирует дозозависимый эффект на пролиферацию хондроцитов с максимумом при концентрации сыворотки 20%. Пересев хондробластов осуществляется дважды в неделю, так как частая смена питательной среды может привести к контаминации культуры клеток разнообразными инфекционными агентами. Пересев хондробластов осуществлялся с кратностью рассева 1/(2-3), поскольку количество клеток за период культивирования увеличивается вдвое, втрое. Число пассажей не должно превышать 5 раз, поскольку на этом пассаже происходит дифференцировка хондробластов в фибробласты.The technical result is achieved due to the fact that for the production of donor chondroblasts, growth plates (PR) of the vertebral bodies of mini-piglets under the age of 4 months are used, since morphohistochemical and biochemical data showed a similarity between PR bodies of the vertebral bodies of mini-pigs (mini-prosenka) and PR of human vertebral bodies. To obtain donor chondroblasts, the vertebral body PRs are used, and not the intervertebral disc tissue (MTD), since it is precisely the vertebral body PRs that, in contrast to the MTD, contain only chondroblasts. The cultivation of cells from MTD can form a fibroblast-like cell type. The maximum yield of chondroblasts from the PR tissue of the vertebral body is ensured by treatment with a 1.5% collagenase solution for 8 hours, and the volume of the collagenase solution should exceed at least 10 times the volume of the treated tissue. The cultivation of the obtained chondroblasts is carried out in DMEM nutrient medium with the addition of 20% FBS, since FBS induces a dose-dependent effect on the proliferation of chondrocytes with a maximum at a serum concentration of 20%. Reseeding of chondroblasts is carried out twice a week, since a frequent change in the nutrient medium can lead to contamination of the cell culture with a variety of infectious agents. Reseeding of chondroblasts was carried out with a seeding rate of 1 / (2-3), since the number of cells during the cultivation period doubles, triple. The number of passages should not exceed 5 times, since at this passage there is a differentiation of chondroblasts into fibroblasts.
Поставленная задача решается за счет того, что используют хондробласты ПР тел позвонков мини-поросят в возрасте до 4-х месяцев; выделяют хондробласты раствором 1,5% коллагеназы в течение 8 часов, объем раствора превышает в 10 раз объем обрабатываемой ткани; культивируют хондробласты в питательной среде ДМЕМ с добавлением 20% FBS; пересевают хондроблсты 2 раза в неделю с кратностью рассева 1/(2-3).The problem is solved due to the fact that they use chondroblasts of the PR of the vertebral bodies of mini-piglets under the age of 4 months; chondroblasts are isolated with a solution of 1.5% collagenase for 8 hours, the volume of the solution exceeds 10 times the volume of the treated tissue; chondroblasts are cultured in DMEM culture medium supplemented with 20% FBS; chondroblasts are subcultured 2 times a week with a screening rate of 1 / (2-3).
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
1. Получение клеток ПР тел позвонков мини-поросенка.1. Obtaining PR cells of vertebral bodies of a mini-piglet.
ПР тел позвонков выделяют стерильно в асептических условиях и помещают в раствор Хенкса с канамицином 1 г/л на 15 минут. Данный временной промежуток подобран имперически, поскольку антибиотики имеют токсическое действие на живую клетку, и время эскпозиции с антибиотиком должно быть оптимальным для сохранения жизнеспособности хондробласта и воздействия на патогенную флору. После обработки ПР тел позвонков очищают от мягких тканей с помощью скальпеля и измельчают в чашке Петри с минимальным объемом среды RPMI (для того, чтобы хондробласты оставались жизнеспособными) до размеров 1-2 мм3 (оптимальный размер для проникновения и действия фермента). Измельченный хрящ помещают в раствор 1,5% коллагеназы (имперически подобрано для максимального выхода клеток) в силиконизированную посуду (силиконизированная посуда - комерческий продукт используется для тог, чтобы клетки не прилипали к стенкам посуды), объем раствора должен превышать объем ткани не менее чем в 10 раз; инкубируют на шейкере при температуре 37°С (температурный режим действия коллагеназы) в течение 8 часов (оптимальный временной период действия коллагеназы для получения максимального количества клеток). Суспензию пропускают через нейлоновый фильтр (для отделения от обломков не растворившейся хрящевой ткани) и центрифугируют 10 мин при 1500 оборотов в мин. После центрифугирования клетки ресуспензируют в ростовой питательной среде ДМЕМ и доводят концентрацию клеток в суспензии с учетом их жизнеспособности и исходной концентрации. Для этого производят окраску клеточной суспензии прижизненным красителем - трипановым синим. Мертвые клетки окрашиваются интенсивно - синим, у живых слегка окрашивается клеточная мембрана, краситель не проникает внутрь клетки.PR vertebral bodies are isolated sterile under aseptic conditions and placed in a Hanks solution with kanamycin 1 g / l for 15 minutes. This time period is chosen empirically, since antibiotics have a toxic effect on a living cell, and the exposure time with an antibiotic should be optimal for maintaining chondroblast viability and exposure to pathogenic flora. After processing the PR, the vertebral bodies are cleaned of soft tissues using a scalpel and ground in a Petri dish with a minimum volume of RPMI medium (so that the chondroblasts remain viable) to sizes of 1-2 mm 3 (optimal size for penetration and action of the enzyme). The crushed cartilage is placed in a solution of 1.5% collagenase (imperially selected for maximum cell output) in a siliconized dish (silicone dish - a commercial product is used so that the cells do not adhere to the wall of the dish), the volume of the solution must exceed the volume of the tissue by at least 10 times; incubated on a shaker at a temperature of 37 ° C (temperature mode of action of collagenase) for 8 hours (the optimal time period of action of collagenase to obtain the maximum number of cells). The suspension is passed through a nylon filter (to separate insoluble cartilage from the debris) and centrifuged for 10 minutes at 1500 rpm. After centrifugation, the cells are resuspended in DMEM growth medium and the concentration of cells in suspension is adjusted taking into account their viability and initial concentration. To do this, stain the cell suspension with an intravital dye, trypan blue. Dead cells are stained intensely blue, in living cells the cell membrane is slightly stained, the dye does not penetrate into the cell.
Сначала подсчитывают число мертвых клеток (под микроскопом), потом число живых клеток и, наконец, число всех клеток. Число всех клеток принимают за сто процентов, вычисляют процент живых клеток (жизнеспособность). Для рассева учитывается только число живых клеток, мертвые клетки в расчет не принимаются.First, the number of dead cells is counted (under a microscope), then the number of living cells and, finally, the number of all cells. The number of all cells is taken as one hundred percent, the percentage of living cells (viability) is calculated. For sieving, only the number of living cells is taken into account; dead cells are not taken into account.
2. Культивирование клеток ПР тел позвонков мини-поросенка.2. The cultivation of PR cells of the vertebral bodies of the mini-pig.
Культивирование клеток проводят в питательной среде ДМЕМ с добавлением 20% FBS. После подсчета жизнеспособных клеток в суспензии концентрацию клеток доводят до 100 тыс.клеток в мл и рассевают в культуральные флаконы. Флаконы помещают в термостат при 37°С. Через 3-4 дня клетки формируют монослой изокруглых и овальных клеток (фиг.1, 2). После получения монослоя клетки снимают с поверхности смесью растворов трипсина 0,02% и версена 0,025% (для растворения и функционирования трипсина). Подсчитывают концентрацию клеток в камере Горяева. Для этого подсчитывают все клетки в "больших" квадратах камеры Горяева, полученные значения суммируем, полученное число делим на 60, полученное число - миллионы клеток в мл. И проводят рассев клеток 1/(2-3). Число пассажей не должно превышать 5 раз, для того чтобы избежать дифференцировки хондробластов в фибробласты.Cell cultivation is carried out in DMEM nutrient medium supplemented with 20% FBS. After counting viable cells in suspension, the cell concentration is adjusted to 100 thousand cells per ml and sown in culture bottles. Vials are placed in a thermostat at 37 ° C. After 3-4 days, the cells form a monolayer of isocircular and oval cells (Fig.1, 2). After receiving a monolayer, the cells are removed from the surface with a mixture of trypsin solutions of 0.02% and versene 0.025% (for the dissolution and functioning of trypsin). The cell concentration in the Goryaev chamber is calculated. For this, all cells are counted in the "large" squares of the Goryaev chamber, summarized, the resulting number is divided by 60, the resulting number is millions of cells in ml. And spend sieving cells 1 / (2-3). The number of passages should not exceed 5 times in order to avoid the differentiation of chondroblasts into fibroblasts.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004120645/13A RU2285039C2 (en) | 2004-07-06 | 2004-07-06 | Method for preparing donor chondroblasts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004120645/13A RU2285039C2 (en) | 2004-07-06 | 2004-07-06 | Method for preparing donor chondroblasts |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004120645A RU2004120645A (en) | 2006-01-10 |
RU2285039C2 true RU2285039C2 (en) | 2006-10-10 |
Family
ID=35872015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004120645/13A RU2285039C2 (en) | 2004-07-06 | 2004-07-06 | Method for preparing donor chondroblasts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2285039C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD191Z5 (en) * | 2010-01-21 | 2010-11-30 | Государственный Медицинский И Фармацевтический Университет "Nicolae Testemitanu" Республики Молдова | Nutrient medium for the cultivation of cells of animal origin |
RU2677688C1 (en) * | 2017-09-14 | 2019-01-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Я.Л. Цивьяна" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "ННИИТО им. Я.Л. Цивьяна" Минздрава России) | Method for isolation of chondrocytes |
-
2004
- 2004-07-06 RU RU2004120645/13A patent/RU2285039C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
MASUDA К. et. al. A novel two-step method for the formation of tissue-engineered cartilage by mature bovine chondrocytes: the alginate-recovered-chondrocyte (ARC) method, J. Orthop. Res., 2003, v. 21, n.1, p.139-148. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD191Z5 (en) * | 2010-01-21 | 2010-11-30 | Государственный Медицинский И Фармацевтический Университет "Nicolae Testemitanu" Республики Молдова | Nutrient medium for the cultivation of cells of animal origin |
RU2677688C1 (en) * | 2017-09-14 | 2019-01-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Я.Л. Цивьяна" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "ННИИТО им. Я.Л. Цивьяна" Минздрава России) | Method for isolation of chondrocytes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004120645A (en) | 2006-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6730314B2 (en) | Culturing encapsulated chondrocytes under reduced oxygen partial pressure to produce cartilage implants | |
KR100908481B1 (en) | Mesenchymal stem cell culture medium and culture method of mesenchymal stem cells using the same | |
CN112048470B (en) | Method for preparing clinical grade mesenchymal stem cell preparation by using human induced pluripotent stem cells | |
CN110551689B (en) | Channa argus brain cell line and construction method and application thereof | |
ES2420304T3 (en) | Constructs without support for articular cartilage tissue engineering | |
JP6958846B1 (en) | Method for producing synovial membrane-derived mesenchymal stem cells and method for producing cell preparation for joint treatment | |
CN103849602B (en) | A kind of bull testis clone and establishment method thereof and application | |
CN107058217A (en) | The proliferated culture medium and Multiplying culture method of a kind of cartilage cell | |
RU2285039C2 (en) | Method for preparing donor chondroblasts | |
Baici et al. | Cathepsin B as a marker of the dedifferentiated chondrocyte phenotype. | |
CN116640727B (en) | Nutrient solution for improving cell viability and preparation method and application thereof | |
US20240066091A1 (en) | Use of plant-derived exosomes for inducing differentiation of stem cell sources into cartilage and bone cells | |
JP2006314759A (en) | Cartilage composition for transplantation | |
RU2662172C2 (en) | Method for producing regenerative veterinary preparation based on extract of mesenchimal stem cells and conditioned medium | |
Maličev et al. | Vitamin C induced apoptosis in human articular chondrocytes | |
CN105255821B (en) | Method for culturing periodontal ligament stem cells | |
WO2022004879A1 (en) | Method for producing synovial membrane-derived mesenchymal stem cells and method for producing cell preparation for joint treatment | |
CN105400879A (en) | Screening method for IncRNAs, ADSCs, and induced differentiation method for cartilage cells | |
KR101037002B1 (en) | The Specific Culture Media for Chondrocyte Cells and Methods of Uses Thereof | |
RU2685148C1 (en) | Composite material for bone defect replacement | |
CN116804183B (en) | Method and culture medium for extracting and long-term culturing salivary adenoid cystic carcinoma related fibroblasts | |
Milan et al. | 5 Primary Cell Culture | |
CN1981030A (en) | Follicular fluid for prolonged growth and survival of cells for cell therapies | |
CN118240753A (en) | Method for constructing bone-like tissue | |
Akiyama et al. | Comparison of manual and automated cultures of bone marrow stromal cells for bone tissue engineering |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060707 |