RU2484472C1 - Method for morphofunctional assessment of cell component of biografts - Google Patents

Method for morphofunctional assessment of cell component of biografts Download PDF

Info

Publication number
RU2484472C1
RU2484472C1 RU2012114625/15A RU2012114625A RU2484472C1 RU 2484472 C1 RU2484472 C1 RU 2484472C1 RU 2012114625/15 A RU2012114625/15 A RU 2012114625/15A RU 2012114625 A RU2012114625 A RU 2012114625A RU 2484472 C1 RU2484472 C1 RU 2484472C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cells
cell
biograft
culture
day
Prior art date
Application number
RU2012114625/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Максим Сергеевич Макаров
Валерий Борисович Хватов
Ольга Ивановна Конюшко
Наталья Валерьевна Боровкова
Майя Викторовна Сторожева
Иван Николаевич Пономарев
Original Assignee
Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Научно-исследовательский институт скорой помощи имени Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения г. Москвы
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 Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Научно-исследовательский институт скорой помощи имени Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения г. Москвы filed Critical Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Научно-исследовательский институт скорой помощи имени Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения г. Москвы
Priority to RU2012114625/15A priority Critical patent/RU2484472C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2484472C1 publication Critical patent/RU2484472C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: for the purpose of dynamic studies, sterile biografts are placed into cultural containers in a laminar flow hood, and coated with a cell suspension in a nutrient medium; sterile vital fluorochrome in a buffer solution containing trypaflavine and rhodamine C is introduced. The cultural cell containers are incubated; the cell culture on a biograft is analysed daily. An average light intensity of a visual field (ALIVF) is derived from a calibration curve. The number of attached cells (NACs) is specified per 1 unit of a biograft area, th/cm2. The total number of attached cells (TNACs) on the biograft is specified, thousands. A proliferation index (PI) is calculated. An average luminous intensity of 1 cell on the biograft is calculated, foot-candles and expressed in points, where 1 foot-candle is 1 point that characterises the cell membrane integrity (CMI). The killed cells (KCs) are counted, %. The transplantation suitability of the cellular component of the biograft is assessed.
EFFECT: invention provides the objective morphofunctional dynamic assessment of the cell component of the biograft, developed or used for transplantation, due to taking into account the data obtained through the study of the vital stained cells in the fluorescence microscope.
1 cl, 4 ex, 1 dwg, 6 tbl

Description

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для оценки качества биотрансплантатов, используемых в трансплантологии, в восстановительной и пластической хирургии, травматологии, комбустиологии, при лечении больных с неотложными состояниями.The invention relates to medicine and can be used to assess the quality of biografts used in transplantology, in reconstructive and plastic surgery, traumatology, combustiology, in the treatment of patients with emergency conditions.

Оказание высокотехнологичной медицинской помощи, определенное правительством как одна из основных задач развития здравоохранения, невозможно без широкого внедрения в клиническую практику трансплантации органов, тканей и клеток. В настоящее время клеточная и тканевая трансплантология рассматривается как одно из перспективных направлений в лечении широкого спектра патологий. Развитие клеточных технологий в области регенеративной медицины приводит к созданию новых композиционных материалов, совместимых с клетками, формированию трехмерных тканеподобных структур, предназначенных для трансплантации [О развитии клеточных технологий в Российской Федерации. МЗ CP РФ №325 от 25.07.2003. Применение клеточной терапии в клинической практике. Актуальные вопросы тканевой и клеточной трансплантологии: Сборник тезисов четвертого всероссийского симпозиума с международным участием / Под редакцией: акад. Миронова С.П. - СПб.: Изд-во «Человек и его здоровье», 2010. - 334 с.]. Применяются фибробласты, клетки костного мозга, эндотелиоциты, гепатоциты для улучшения регенерации костной и хрящевой ткани, восстановления кожных покровов, сосудов и печени в хирургии, комбустиологии, травматологии [Грудянов А.И., Ерохин А.И., Миронова Л.Л., Конюшко О.И. Лабораторное исследование активности фибробластов в сочетании с различными видами подсадочных материалов in vitro. Цитология 2001; 43:9: 854. Грудянов А.И., Ерохин А.И. «Способ вестибулопластики», Патент на изобретение РФ №2162663 от 10.02.2001; Шурыгина О.В. Использование культуры клеток аллогенных фибробластов в комплексном лечении альвеолита Автореф. дисс. канд. мед. наук. М., 2006. С.29; А.С.Ермолов, С.В.Смирнов, В.Б.Хватов и соавт. «Способ лечения ожоговой раны», патент на изобретение РФ №2373944 от 27.11.09; Колокольцова Т.Д., Нечаева Е.А., Юрченко Н.Д. и соавт. «ШТАММ ДИПЛОИДНЫХ КЛЕТОК ЧЕЛОВЕКА ДЛЯ ЗАМЕСТИТЕЛЬНОЙ ТЕРАПИИ (ВАРИАНТЫ)», патент на изобретение РФ №2285040 С2 (51) от 10.10.2006]. В дальнейшем началась разработка новых биологически активных материалов на основе тканей человека и животных, создание композиционных биотрансплантатов с различными носителями, включающими живые клетки. Это отражено в сборнике тезисов четвертого Всероссийского симпозиума с международным участием «Актуальные вопросы тканевой и клеточной трансплантологии», СПб., 2010, специалисты предлагают для клинического использования: клеточно-тканевой трансплантат на основе деминерализованованого губчатого вещества кости, содержащий мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки из костного мозга (Волова Л.Т. и соавт., с.42); тканеинженерный эквивалент кости (Деев Р.В. и соавт., с.62); комбинированный клеточно-тканевой трансплантат при пластике дефектов суставного гиалинового хряща (Котельников Г.П. и соавт., с.81); применение мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток (мм ск) на деминерализованых костно-хрящевых матриксах для восстановления поврежденых суставных поверхностей (Григорян А.С. и соавт., с.161); биодеградируемые полимерные носители для культивирования и трансплантации клеток кожи человека, (Швед Ю.А. и соавт., с.202); мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки в составе гидрогелей, микросфер и широкопористых криогелей на основе альгината (Петренко А.Ю. и соавт., с.177); композитные материалы на основе полимерных матриц с интегрироваными стволовыми клетками и нанокомпонентами (Смирнова Н.В. и соавт., с.187).The provision of high-tech medical care, defined by the government as one of the main tasks of the development of healthcare, is impossible without the widespread introduction of transplantation of organs, tissues and cells into clinical practice. Currently, cell and tissue transplantology is considered as one of the promising directions in the treatment of a wide range of pathologies. The development of cellular technologies in the field of regenerative medicine leads to the creation of new composite materials compatible with cells, the formation of three-dimensional tissue-like structures intended for transplantation [On the development of cellular technologies in the Russian Federation. MOH CP RF №325 from 07.25.2003. The use of cell therapy in clinical practice. Actual issues of tissue and cell transplantology: Collection of theses of the fourth All-Russian symposium with international participation / Edited by Acad. Mironova S.P. - St. Petersburg: Publishing House "Man and His Health", 2010. - 334 p.]. Fibroblasts, bone marrow cells, endotheliocytes, hepatocytes are used to improve the regeneration of bone and cartilage tissue, restore the skin, blood vessels and liver in surgery, combustiology, traumatology [Grudyanov AI, Erokhin AI, Mironova L., Konyushko O.I. Laboratory study of the activity of fibroblasts in combination with various types of planting materials in vitro. Cytology 2001; 43: 9: 854. Grudyanov A.I., Erokhin A.I. "The method of vestibuloplasty", Patent for the invention of the Russian Federation No. 2162663 of 02/10/2001; Shurygina O.V. The use of cell culture of allogeneic fibroblasts in the complex treatment of alveolitis. diss. Cand. honey. sciences. M., 2006. S. 29; A.S. Ermolov, S.V. Smirnov, V. B. Khvatov et al. "Method for the treatment of burn wounds", patent for the invention of the Russian Federation No. 2373944 from 11.27.09; Kolokoltsova T.D., Nechaeva E.A., Yurchenko N.D. et al. "HUMAN DIPLOID CELL STRAIN FOR SUBSTITUTE THERAPY (OPTIONS)", patent for invention of the Russian Federation No. 2285040 C2 (51) dated 10.10.2006]. Subsequently, the development of new biologically active materials based on human and animal tissues, the creation of composite biografts with various carriers, including living cells, began. This is reflected in the collection of abstracts of the Fourth All-Russian Symposium with international participation “Actual Issues of Tissue and Cell Transplantology”, St. Petersburg, 2010, experts suggest for clinical use: a cell-tissue transplant based on demineralized spongy bone material containing multipotent mesenchymal stromal cells from bone marrow (Volova L.T. et al., P. 42); tissue engineering equivalent of bone (Deev R.V. et al., p. 62); combined cell-tissue transplant for plastic surgery of defects in articular hyaline cartilage (Kotelnikov G.P. et al., p. 81); the use of multipotent mesenchymal stromal cells (mm sc) on demineralized bone-cartilage matrices for the restoration of damaged articular surfaces (Grigoryan A.S. et al., p. 161); biodegradable polymer carriers for the cultivation and transplantation of human skin cells, (Shved, Yu.A. et al., p.202); multipotent mesenchymal stromal cells as part of hydrogels, microspheres, and wide-pore cryogels based on alginate (Petrenko A.Yu. et al., p. 177); composite materials based on polymer matrices with integrated stem cells and nanocomponents (Smirnova N.V. et al., p. 187).

Таким образом, изготовление биотрансплантатов связано с широким использованием разных типов культивируемых клеток человека. При этом неизбежно возникает проблема объективного контроля взаимодействия клеточных культур в составе предлагаемого биотрансплантата, в первую очередь, с определением количества и качества клеток.Thus, the manufacture of biografts is associated with the widespread use of different types of cultured human cells. This inevitably raises the problem of objective control of the interaction of cell cultures in the composition of the proposed biotransplant, primarily with the determination of the number and quality of cells.

Существует метод оценки численности культуры клеток в суспензии с помощью счетной камеры (Бенюмович М.С. «СЧЕТНАЯ КАМЕРА С СЕТКАМИ ГОРЯЕВА», патент РФ №212630, МПК А61В 10/00, 1999.02). Однако этот метод не может быть использован, так как для его применения требуется отделение клеток от биотрансплантата, что технически невыполнимо при создании монослоя клеток; кроме того, этот метод не позволяет осуществить проведение полноценного качественного анализа клеток. Отметим, что для характеристики любой культуры клеток требуется ее комплексная оценка. Эта интегральная оценка культуры складывается из таких показателей, как соотношение живых и мертвых клеток, динамика роста популяции клеток, скорость формирования монослоя (Герасимов И.Г., Попандопуло А.Г. "Оценка жизнеспособности клеток по их морфометрическим параметрам на примере культивируемых фибробластов" // Цитология. 2007. 49(3) С.204-209).There is a method for estimating the number of cell cultures in suspension using a counting chamber (M. Benyumovich, “Counting chamber with grids”, RF patent No. 212630, IPC АВВ 10/00, 1999.02). However, this method cannot be used, because its use requires the separation of cells from the biotransplant, which is technically impossible when creating a monolayer of cells; in addition, this method does not allow for a full-fledged qualitative analysis of cells. Note that a comprehensive assessment is required to characterize any cell culture. This integral assessment of the culture consists of indicators such as the ratio of living and dead cells, the dynamics of cell population growth, the rate of monolayer formation (Gerasimov I.G., Popandopulo A.G. "Assessment of cell viability by their morphometric parameters on the example of cultured fibroblasts" / / Cytology. 2007.49 (3) S.204-209).

Прототип: Квитко О.В.; Николаевич Л.Н. Способ анализа популяции фибробластов человека (патент РФ №2017818, 15.08.1994). Фибробласты человека, полученные из кожно-мышечной ткани 7-8-недельных эмбрионов человека, культивируют в среде Игла, содержащей 10% сыворотки крупного рогатого скота. В логарифмической фазе роста проводят трипсинизацию клеток с помощью 0,02% раствора Версена и 0,25% раствора трипсина при 4°С (2 мин) с последующей инкубацией в термостате при 37°С (до 10 мин). На чашки Петри (диаметром 35 мм) высевают клетки в концентрации 100-500 кл/мм2. Клетки инкубируют в условиях насыщающей влажности при 37°С с 5% СО2 в течение 20-24 часов. Для определения концентрации клеток в культуре используют метод подсчета клеток в камере Горяева.Prototype: Kvitko O.V .; Nikolaevich L.N. A method of analyzing a human fibroblast population (RF patent No. 20177818, 08/15/1994). Human fibroblasts obtained from skin and muscle tissue of 7-8-week-old human embryos are cultured in Eagle medium containing 10% cattle serum. In the logarithmic growth phase, cells are trypsinized with a 0.02% Versen solution and 0.25% trypsin solution at 4 ° C (2 min), followed by incubation in an incubator at 37 ° C (up to 10 min). On Petri dishes (with a diameter of 35 mm) seeded cells at a concentration of 100-500 cells / mm 2 . Cells are incubated under conditions of saturation humidity at 37 ° C with 5% CO 2 for 20-24 hours. To determine the concentration of cells in the culture, the method of counting cells in the Goryaev chamber is used.

Популяция нормальных фибробластов человека включает две субпопуляции клеток. Одни фибробласты обладают высоким пролиферативным потенциалом и при клонировании образуют многоклеточные колонии (I тип), а другие имеют низкий митотический потенциал и в клональных условиях дают малоклеточные, рыхлые колонии (II тип). Морфологически первые представляют собой веретеновидные клетки, а вторые - парусовидные и плейоморфные клетки. Фибробласты I типа дифференцируются в фибробласты типа II. С возрастом донора и при старении культур фибробластов накапливаются клетки с пониженным пролиферативным потенциалом (парусовидные и плейоморфные). Для цитоморфологического анализа клетки фиксируют и обрабатывают 2% орсеином в 45%-ной уксусной кислоте. Цитоморфологический анализ структуры популяции фибробластов по соотношению веретеновидных, парусовидных и плейоморфных клеток проводят с помощью микроскопа (МБИ-9), используя специальную сетку размером 8×8 мм, с ценой деления стороны квадрата 0,5×0,5 мм, которая устанавливается в окуляр микроскопа. Анализируют 10 полей зрения, выбранных непроизвольно по ходу часовой стрелки. На каждую точку ставят по 5 повторностей (чашек Петри). Показано, что как при стационарном, так и при радиационном старении культуры происходит постепенное, особенно резко выраженное в последний срок (20 сут), уменьшение доли веретеновидных клеток. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что причиной естественного и индуцированного радиацией старения клеточных популяций является накопление малоактивных клеток (II тип).The normal human fibroblast population includes two subpopulations of cells. Some fibroblasts have a high proliferative potential and, when cloned, form multicellular colonies (type I), while others have a low mitotic potential and under clonal conditions produce small-cell, loose colonies (type II). Morphologically, the former are spindle-shaped cells, and the latter are sail-like and pleomorphic cells. Type I fibroblasts differentiate into type II fibroblasts. With the age of the donor and with the aging of fibroblast cultures, cells with reduced proliferative potential (sail-like and pleomorphic) accumulate. For cytomorphological analysis, the cells are fixed and treated with 2% orcein in 45% acetic acid. A cytomorphological analysis of the structure of the fibroblast population by the ratio of spindle-shaped, sail-shaped and pleiomorphic cells is carried out using a microscope (MBI-9), using a special grid of 8 × 8 mm in size, with a division price of the side of the square 0.5 × 0.5 mm, which is installed in the eyepiece a microscope. Analyze 10 fields of view, selected involuntarily in the clockwise direction. Five replicates (Petri dishes) are placed on each point. It was shown that both in stationary and radiation-induced aging of the culture, a gradual, especially pronounced in the last term (20 days), decrease in the proportion of fusiform cells occurs. Thus, the results obtained indicate that the accumulation of inactive cells (type II) is the cause of the natural and radiation-induced aging of cell populations.

Недостатками данного метода являются: необходимость трипсинизации клеток для подсчета их в камере Горяева и связанные с этим погрешности; необходимость фиксации клеток для проведения цитоморфологического анализа; непригодность цитоморфологических критериев активности фибробластов для работы с другими культурами клеток; невозможность определения соотношения живых и мертвых клеток в культуре; невозможность динамического наблюдения за культурой клеток в составе биотрансплантатов.The disadvantages of this method are: the need for trypsinization of cells to count them in the Goryaev chamber and the errors associated with this; the need for cell fixation for cytomorphological analysis; unsuitability of cytomorphological criteria for fibroblast activity for work with other cell cultures; the inability to determine the ratio of living and dead cells in culture; the impossibility of dynamic monitoring of cell culture in the composition of biografts.

Таким образом, требуется разработать адекватный метод оценки в динамике взаимодействия клеточного компонента с биотрансплантом, используемым или разрабатываемым для пересадки в клинической практике. Обоснованным является применение методов витального окрашивания для оценки взаимодействия клеточных культур с биотрансплантатом. Это позволит проводить исследование на нефиксированных объектах, т.е. живых клетках, непрерывно оценивать динамику их роста и деления, изменение свойств клеток, выращенных на различных субстратах. При этом, морфологическую оценку субстрат-связанных клеток осуществляют непосредственно перед клиническим использованием, без отрыва культуры клеток от биотрансплантата.Thus, it is required to develop an adequate assessment method in the dynamics of the interaction of the cellular component with the biotransplant used or being developed for transplantation in clinical practice. It is justified to use vital staining methods to assess the interaction of cell cultures with a biograft. This will allow research on non-fixed objects, i.e. living cells, continuously evaluate the dynamics of their growth and division, changes in the properties of cells grown on various substrates. In this case, the morphological evaluation of substrate-linked cells is carried out immediately before clinical use, without detaching the cell culture from the biotransplant.

Существует ряд витальных красителей, которые под действием возбуждающего света вызывают флуоресценцию цитоплазмы клеток без видимых нарушений их жизнедеятельности [Ромейс Б. Микроскопическая техника. - М.: Издательство иностранной литературы, 1954. - С.171-172]. Из этих красителей нами выбраны трипафлавин и родамин С. Трипафлавин обладает высокой проникающей способностью и в небольших концентрациях не вызывает нарушений генетического аппарата клеток. Родамин С интенсивно окрашивает мембранные структуры клеток и также не взаимодействует с геномом клеток. Кроме того, оба этих красителя обладают способностью в течение длительного времени (до 7 суток) сохранять свою флуоресцентную окраску. Таким образом, имеются веские основания к использованию комплексного флуоресцентного красителя, который бы обладал высокой проникающей способностью, низкой токсичностью и длительным свечением.There are a number of vital dyes that, under the influence of exciting light, cause fluorescence of the cytoplasm of cells without visible disturbances in their vital functions [Romeys B. Microscopic technique. - M .: Publishing house of foreign literature, 1954. - S.171-172]. Of these dyes, we selected tripaflavin and rhodamine C. Tripaflavin has a high penetrating ability and in small concentrations does not cause disturbances in the genetic apparatus of cells. Rhodamine C intensively stains the membrane structures of cells and also does not interact with the cell genome. In addition, both of these dyes have the ability for a long time (up to 7 days) to maintain their fluorescent color. Thus, there are good reasons for using a complex fluorescent dye that would have high penetrating power, low toxicity, and long-lasting glow.

Достигаемым техническим результатом является объективная динамическая морфофункциональная оценка клеточного компонента биотрансплантата, разрабатываемого или используемого для пересадки, за счет учета данных, полученных путем исследования витально окрашенных клеток во флуоресцентном микроскопе.Achievable technical result is an objective dynamic morphofunctional assessment of the cellular component of a biograft developed or used for transplantation, by taking into account data obtained by studying vitally stained cells in a fluorescence microscope.

Изготовление красителя. Приготовление красителя, включающего флуорохромы трипафлавин и родамин С, состоит из двух этапов. На первом этапе готовят концентрированные растворы трипафлавина (раствор А) и родамина С (Раствор Б) на 0,15М фосфатном буфере: Раствор А - трипафлавин разводят 0,15М фосфатном буфером в соотношении 1:2000-1:5000. Необходимо добиться полного растворения кристаллов трипафлавина. Раствор Б - родамин С разводят 0.15М фосфатным буфером в соотношении 1:1500-3000. Затем оба красителя смешивают в соотношении 1:1 и разводят в 10 раз 0,9% раствором NaCl. Это рабочий раствор витального красителя. Для окраски 1 см2 биотрансплантата с клетками требуется 2-5 мкл рабочего раствора красителя.The manufacture of dye. The preparation of the dye, including fluorochromes, tripaflavin and rhodamine C, consists of two stages. At the first stage, concentrated solutions of tripaflavin (solution A) and rhodamine C (Solution B) are prepared in 0.15 M phosphate buffer: Solution A - tripaflavin is diluted with 0.15 M phosphate buffer in a ratio of 1: 2000-1: 5000. It is necessary to achieve complete dissolution of tripaflavin crystals. Solution B - rhodamine C is diluted with 0.15 M phosphate buffer in a ratio of 1: 1500-3000. Then both dyes are mixed in a ratio of 1: 1 and diluted 10 times with 0.9% NaCl solution. This is a working solution of vital dye. To stain 1 cm 2 of the biograft with cells, 2-5 μl of the dye working solution is required.

Оценку витально окрашенной культуры клеток в биотрансплантате проводят с помощью флуоресцентного микроскопа (объектив ×4, числовая апертура 1.25) в полуавтоматическом режиме. Для получения флуоресцентного изображения используют зеленый светофильтр (λ возбуждения 510-560 нм, λ эмиссии - от 590 нм). С помощью фотокамеры при экспозиции 1-4 сек получают цифровые изображения клеток и переносят в компьютер. Единицей анализа является 1 поле зрения микроскопа, которое составляет 5 мм2 площади культуры клеток или матрикса. Для морфометрического исследования клеток, оценки яркости свечения 1 поля зрения используют программу Adobe Photoshop. Анализ характера и интенсивности свечения прижизненно окрашенных клеток культуры на биотрансплантате можно наблюдать в течение 3-4 дней. При более длительном наблюдении на 1 мл культуральной среды добавляют по 10 мкл стерильного рабочего раствора трипафлавина и родамина С через каждые 3-4 дня.Vitally stained cell culture in the biograft is evaluated using a fluorescence microscope (lens × 4, numerical aperture 1.25) in a semi-automatic mode. To obtain a fluorescence image, use a green filter (λ excitation 510-560 nm, λ emission - from 590 nm). Using a camera at an exposure of 1-4 seconds, digital images of cells are obtained and transferred to a computer. The unit of analysis is 1 field of view of the microscope, which is 5 mm 2 of the area of cell or matrix culture. For morphometric studies of cells, assessing the brightness of the luminescence of 1 field of view using the program Adobe Photoshop. An analysis of the nature and intensity of luminescence of intravitally stained culture cells on a biograft can be observed for 3-4 days. For a longer observation, 1 μl of culture medium is supplemented with 10 μl of a sterile working solution of tripaflavin and rhodamine C every 3-4 days.

В экспериментах установлено, что окрашенные витальным красителем трипафлавином и родамином С клетки культуры сохраняют свои пролиферативные свойства (таблица 1) и жизнеспособность (таблица 2). Индекс пролиферации, время формирования монослоя, количество живых и мертвых клеток в культуре и на биоимплантатх в группе без и после окрашивания витальными флуорохромными красителями были идентичными. Результаты этих исследований обосновывают адекватность проведения предложенной морфофункциональной оценки различных клеточных культур с помощью прижизненного окрашивания трипафлавином и родамином С.In experiments, it was found that the culture cells stained with vital dye tripaflavin and rhodamine C retain their proliferative properties (table 1) and viability (table 2). The proliferation index, the time of monolayer formation, the number of living and dead cells in the culture and on bioimplants in the group without and after staining with vital fluorochrome dyes were identical. The results of these studies substantiate the adequacy of the proposed morphofunctional assessment of various cell cultures using intravital staining with tripaflavin and rhodamine C.

Таблица 1Table 1 Сравнение пролиферативных свойств различных клеточных культур без и при витальном окрашивании клеток (анализ на 7 суток культивирования клеток)Comparison of the proliferative properties of various cell cultures without and during vital staining of cells (analysis for 7 days of cell culture) Тип культурыType of culture Наличие витального красителя в культуре клетокThe presence of vital dye in cell culture Количество клеток в культуре (тыс.) на 1 чашку ПетриThe number of cells in the culture (thousand) per 1 Petri dish Индекс пролиферацииProliferation index Время образования монослоя (сут)The time of formation of the monolayer (days) Фибробласты линии М22M22 fibroblasts отсутствуетabsent 156156 2,862.86 55 присутствуетis present 150150 2,752.75 55 Фибробласты кожи донора тканейTissue donor skin fibroblasts отсутствуетabsent 120120 1,91.9 77 присутствуетis present 125125 1,71.7 77 Мезенхимальные стволовые клетки костного мозга человекаHuman bone marrow mesenchymal stem cells отсутствуетabsent 3535 2,102.10 1919 присутствуетis present 2828 1,941.94 20twenty Хондробласты человекаHuman Chondroblasts отсутствуетabsent 180180 2,952.95 4four присутствуетis present 190190 2,902.90 4four Фибробласты кожи крысыRat skin fibroblasts отсутствуетabsent 140140 2,32,3 77 присутствуетis present 150150 2,22.2 77

Таблица 2table 2 Сравнение жизнеспособности различных клеточных культур без и при витальном окрашивании клетокComparison of the viability of various cell cultures without and during vital staining of cells Тип культурыType of culture Наличие витального красителя в культуреThe presence of vital dye in the culture Содержание мертвых клеток в культуре на разных сроках пассирования, (в %)The content of dead cells in the culture at different periods of passage, (in%) 1 сутки1 day 3 суток3 days 7 суток7 days Фибробласты человека линии М22Human fibroblasts of the M22 line отсутствуетabsent 0,10.1 0,10.1 0,50.5 присутствуетis present 0,20.2 0,30.3 0,50.5 Фибробласты кожи донора тканейTissue donor skin fibroblasts отсутствуетabsent 1,11,1 2,02.0 5,05,0 присутствуетis present 1,51,5 3,03.0 6,06.0 Мезенхимальные стволовые клетки костного мозга человекаHuman bone marrow mesenchymal stem cells отсутствуетabsent 0,20.2 0,40.4 0,70.7 присутствуетis present 0,30.3 0,60.6 1,01,0 Хондробласты человекаHuman Chondroblasts отсутствуетabsent 0,10.1 0,10.1 0,20.2 присутствуетis present 0,10.1 0,20.2 0,50.5 Фибробласты кожи крысыRat skin fibroblasts отсутствуетabsent 0,50.5 0,70.7 2,02.0 присутствуетis present 0,50.5 1,01,0 2,52,5

Параметры оценки популяции клеток в составе биоимплантатовParameters for assessing the cell population in bioimplants

1. Количество прикрепленных клеток на единицу площади биотрансплантата - КПК (тыс/см2)1. The number of attached cells per unit area of the biograft - CPC (thousand / cm 2 )

Количество прикрепленных клеток (КПК) на единицу площади оценивают по интенсивности свечения (яркости) в стандартном (5 мм2) поле зрения микроскопа с клетками, витально окрашенными трипафлавином и родамином С. Между интенсивностью свечения стандартного поля зрения (в фут-канделах) и количеством клеток в стандартном поле зрения флуоресцентного микроскопа выявлена тесная корреляционная связь, подтвержденная уравнением у=1,1861х+0,89 (рис.1, где ось ОХ - количество клеток на единицу площади, тыс/см2, ось ОУ - средняя яркость одного поля зрения, фут-кандел). Для расчета КПК на единицу площади строится калибровочная кривая, отражающая зависимость количества клеток на единицу площади дна культурального флакона, чашки Петри или биотрансплантата от интенсивности свечения поля зрения микроскопа (5 мм2).The number of attached cells (CPC) per unit area is estimated by the intensity of the luminescence (brightness) in a standard (5 mm 2 ) field of view of the microscope with cells vitally stained with tripaflavin and rhodamine C. Between the intensity of the luminescence of the standard field of view (in footcandles) and the number cells in the standard field of view of a fluorescence microscope, a close correlation was found, confirmed by the equation y = 1.1861x + 0.89 (Fig. 1, where the OX axis is the number of cells per unit area, thousand / cm 2 , the OA axis is the average brightness of one field view foot candela). To calculate the CCP per unit area, a calibration curve is constructed that reflects the dependence of the number of cells per unit area of the bottom of the culture vial, Petri dish, or biotransplant on the intensity of the glow of the microscope field of view (5 mm 2 ).

Построение калибровочной кривой. С помощью счетной камеры Фукс-Розенталя определяют количество клеток в 1 мл анализируемой клеточной суспензии. В несколько чашек Петри (от 4 до 7) диаметром 4 см, содержащих культуральную среду, вносят суспензию с известным числом клеток, например 50, 75, 100, 125, 150 и 200 тысяч. После этого чашки Петри помещают в термостат при 37°С на 24 часа для прикрепления жизнеспособных клеток. Затем чашки Петри вынимают из термостата, удаляют из них культуральную среду, окрашивают культуру клеток с помощью трипафлавина и родамина С, из расчета 5-10 мкл на 1 см2 площади поверхности. На внешней стороне дна чашки Петри с помощью маркера вписывают квадрат, разделенный на 9 одинаковых квадратов, общая площадь которых составляет не менее 70% от площади дна чашки. Чашку помещают на предметный столик флуоресцентного микроскопа. Регистрируют (объектив х4) изображение по 3 полям зрения микроскопа в каждом из 9 квадратов.Construction of a calibration curve. Using the Fuchs-Rosenthal counting chamber, the number of cells in 1 ml of the analyzed cell suspension is determined. In several Petri dishes (from 4 to 7) with a diameter of 4 cm containing the culture medium, a suspension with a known number of cells, for example 50, 75, 100, 125, 150 and 200 thousand, is added. After this, Petri dishes were placed in a thermostat at 37 ° C for 24 hours to attach viable cells. Then the Petri dishes are removed from the thermostat, the culture medium is removed from them, the cell culture is stained with tripaflavin and rhodamine C, at the rate of 5-10 μl per 1 cm 2 of surface area. On the outside of the bottom of the Petri dish using a marker, enter a square divided into 9 identical squares, the total area of which is at least 70% of the area of the bottom of the cup. The cup is placed on a stage of a fluorescence microscope. Register (lens x4) image on 3 fields of view of the microscope in each of 9 squares.

Далее изображение переносят в компьютер и с помощью программы Adobe Photoshop оценивают яркость каждого поля зрения (в фут-канделах), рассчитывают среднюю яркость свечения 1 стандартного (5 мм2) поля зрения микроскопа по формуле и выражают в фут-канделах. Средняя яркость поля зрения (СЯПЗ) = суммарная яркость свечения обследованных полей зрения: число обследованных полей зренияNext, the image is transferred to a computer and using the Adobe Photoshop program, the brightness of each field of view (in foot-candels) is estimated, the average brightness of the luminescence of 1 standard (5 mm 2 ) field of view of the microscope is calculated by the formula and expressed in foot-candes. Average brightness of the visual field (SPL) = total brightness of the glow of the examined visual fields: the number of examined visual fields

Определяют количество прикрепленных клеток на единицу площади для каждой чашки (в приведенном примере соответственно 4.2, 6.3, 8.4, 10.5, 12.6 и 16.8 тысяч клеток на см2) и на основании этих данных строят калибровочные кривые для различных типов клеток, показывающие связь между КПК и СЯПЗ.The number of attached cells per unit area for each dish is determined (in the above example, 4.2, 6.3, 8.4, 10.5, 12.6 and 16.8 thousand cells per cm 2 , respectively) and based on these data, calibration curves are constructed for different types of cells, showing the relationship between CPC and SYAP.

Например. При исследовании культуры клеток фибробластов человека линии М22, культивированных в чашке Петри, при исследовании 27 стандартных полей зрения СЯПЗ составило 10 фут-кандел. Этому значению на калибровочной кривой КПК соответствует 7,7 тыс клеток/см2 или по формуле у=1,1861х+0,89, у=10 фут-кандел, КПК=7681кл/ см2.For example. In the study of the culture of human fibroblast cells of the M22 line cultured in a Petri dish, in the study of 27 standard fields of vision, the SPE was 10 foot-candela. This value on the calibration curve of the CPC corresponds to 7.7 thousand cells / cm 2 or according to the formula y = 1.1861x + 0.89, y = 10 ft-candela, CPC = 7681 c / cm 2 .

Например. При исследовании хондробластов, высаженных на костном матриксе, при исследовании 27 стандартных полей зрения СЯПЗ составило 5 фут-кандел. Этому значению на калибровочной кривой КПК соответствует 3,5 тыс/см2 костного матрикса или по формуле у=1,1861х+0,89, у=5 фут-кандел, КПК=3465 кл/см2 For example. In the study of chondroblasts planted on the bone matrix, in the study of 27 standard visual fields, the SPE was 5 foot-candelas. To this value on the calibration curve of the CPC corresponds to 3.5 thousand / cm 2 of bone matrix or according to the formula y = 1.1861x + 0.89, y = 5 foot candela, CPC = 3465 cells / cm 2

2. Общее количество прикрепленных клеток ОКПК (в тысячах)2. The total number of attached cells OKPK (in thousands)

ОКПК отражает содержание клеток на исследуемой поверхности биотрансплантата, трехмерных тканеподобных структур, предназначенных для трансплантации.OCCP reflects the content of cells on the studied surface of the biograft, three-dimensional tissue-like structures intended for transplantation.

ОКПК определяется по формуле: ОКПК=КПК × Sпов, где КПК - это количество клеток на на 1 см2 (в тыс/см2), Sпов. - площадь исследуемой поверхности культуральной емкости или биотрансплантате (в см2).OKPK is determined by the formula: OKPK = KPK × Sp, where KPK is the number of cells per 1 cm 2 (in thousand / cm 2 ), Sp. - the area of the investigated surface of the culture tank or biotransplant (in cm 2 ).

Например. Площадь дна чашки Петри составляет 12 см2, КПК равно 17 000/см2.For example. The bottom area of the Petri dish is 12 cm 2 , the CCP is 17 000 / cm 2 .

ОКПК=17000 клеток/см2 × 12 см2=204000 прикрепленных клеток в чашке Петри. ОКПК=204000 клеток.OKPK = 17000 cells / cm 2 × 12 cm 2 = 204000 attached cells in a Petri dish. OKPK = 204000 cells.

Например. Площадь биотрансплантата на основе коллагена, используемого для лечения ожогов, составляет 144 см2, КПК фибробластов равно 6000/ см2. ОКПК=6000 фибробластов/см2 × 144 см2=864000 прикрепленных фибробластов на биотрансплантате.For example. The area of the collagen-based biotransplant used to treat burns is 144 cm 2 , the fibroblast CPC is 6000 / cm 2 . OKPK = 6000 fibroblasts / cm 2 × 144 cm 2 = 864000 attached fibroblasts on a biograft.

3. Индекс пролиферации (ИП) клеточной культуры на биотрансплантате3. The proliferation index (PI) of cell culture on biotransplant

Этот показатель отражает ростовую активность популяции клеток в культуре, т.е. во сколько раз общее число клеток (ОКПК) на данный день пассирования превышает число клеток на 1-й день пассирования. ИП зависит от типа клеток и от сроков их культивирования.This indicator reflects the growth activity of the cell population in culture, i.e. how many times the total number of cells (OKPK) on a given day of passage exceeds the number of cells on the 1st day of passage. PI depends on the type of cells and the timing of their cultivation.

На основании данных ОКПК, полученных в ходе длительного наблюдения культуры клеток (например, в динамике в течение 7 суток), можно рассчитать индекс пролиферации клеточной культуры в чашке Петри или на биотрансплантате.Based on the data of the CPPC obtained during long-term observation of cell culture (for example, in dynamics over 7 days), it is possible to calculate the proliferation index of cell culture in a Petri dish or on a biotransplant.

ИП=ОКПК анализирумый: ОКПК исходный.IP = OKPK analyzed: OKPK source.

Например, на 1 сутки пассирования ОКПК1=50000, на 4 сутки пассирования ОКПК4 - 110000, на 7 сутки ОКПК7 - 140000 клеток. Индекс пролиферации культуры клеток на 4 сутки пассирования равен ОКПК4: ОКПК1=110000:50000=ИП4=2.2. Соответственно, индекс пролифирации на 7-е сутки пассирования равен ОКПК7:ОКПК1=140000:50000=ИП7=2,8.For example, on day 1 of passage of OKPK 1 = 50,000, on day 4 of passage of OKPK 4 - 110,000, on day 7 of OKPK 7 - 140,000 cells. The proliferation index of cell culture on the 4th day of passage is equal to OKPK 4 : OKPK 1 = 110000: 50000 = PI 4 = 2.2. Accordingly, the proliferation index on the 7th day of passage is equal to OKPK 7 : OKPK 1 = 140,000: 50,000 = PI 7 = 2.8.

4. Целостность клеточных мембран - ЦКМ (в баллах) оценивают по интенсивности свечения клетки4. The integrity of cell membranes - CCM (in points) is estimated by the intensity of the glow of the cell

Этот параметр отражает качество клеточных мембран, что связано с жизнеспособностью клеток, находящихся в составе биотрансплантата. ЦКМ оценивают по интенсивности свечения культивируемых клеток. Для этого во флуоресцентном микроскопе под объективом ×20 анализируют 100-150 витально окрашенных флуорохромами трипафлавином и родамином С клеток на исследуемой поверхности. Полученное цифровое изображение переносят в компьютер. С помощью программы Adobe Photoshop оценивают интенсивность свечения (яркость) каждой клетки. Определяют среднюю яркость 1 клетки в фут-канделах. ЦКМ оценивают в баллах, где 1 балл соответствует 1 фут-канделу.This parameter reflects the quality of cell membranes, which is associated with the viability of the cells that are part of the biograft. CCM is estimated by the intensity of the glow of cultured cells. To do this, in a fluorescence microscope under a × 20 lens, 100-150 cells vitally stained with fluorochromes trypavlavin and rhodamine C cells are analyzed on the test surface. The resulting digital image is transferred to a computer. Using the program Adobe Photoshop evaluate the intensity of the glow (brightness) of each cell. Determine the average brightness of 1 cell in foot candelas. CCM is evaluated in points, where 1 point corresponds to 1 foot candela.

Например, при исследовании 120 культивируемых клеток в составе биотрансплантата интенсивность яркости их свечения колебалась от 29 до 38 фут-кандел, составляя в среднем 35 фут-кандел на 1 клетку или 35 баллов. Следовательно, ЦКМ анализирумой популяции клеток равна 35 баллам.For example, in the study of 120 cultured cells in a biograft, the intensity of the brightness of their luminescence ranged from 29 to 38 foot-candelas, averaging 35 foot-candelas per 1 cell or 35 points. Therefore, the CCM of the analyzed cell population is 35 points.

В разных клеточных культурах ЦКМ варьируют от 25 до 50 баллов в зависимости от типа и размера клеток. Мертвые клетки имеют очень низкие значения ЦКМ - 5-15 баллов. Предложена классификация целостности мембран в популяции культуры клеток (таблица 3).In different cell cultures, CCMs vary from 25 to 50 points depending on the type and size of cells. Dead cells have very low values of CCM - 5-15 points. A classification of the integrity of the membranes in the population of cell culture is proposed (table 3).

Таблица 3Table 3 Целостность клеточных мембран (в баллах)Cell membrane integrity (in points) Характеристика клеток в культуреCell Characterization in Culture 5-155-15 Мертвые клеткиDead cells 16-2716-27 Клетки со сниженной жизнеспособностьюReduced viability cells 28-4228-42 Клетки с нормальной жизнеспособностьюNormal viability cells ≥42≥42 Гиперактивные клеткиOveractive cells

5. Содержание мертвых клеток МК (в %)5. The content of dead MK cells (in%)

Этот параметр оценивают по формуле: МК = количество клеток с ЦКМ менее 15 баллов делят на количество всех обследованных клеток и выражают в процентах.This parameter is estimated by the formula: MK = the number of cells with CCM less than 15 points is divided by the number of all examined cells and expressed as a percentage.

Например, из 100 обследованных клеток 3 клетки имели МЦК = менее 15 баллов. МК=3:100=3,0%; из 120 обследованных клеток 25 клеток имели МЦК = менее 15 баллов. МК=25:120=20,8%.For example, out of 100 cells examined, 3 cells had MCC = less than 15 points. MK = 3: 100 = 3.0%; of 120 cells examined, 25 cells had MCC = less than 15 points. MK = 25: 120 = 20.8%.

Для лучшего понимания предложенного способа приведем следующие примеры.For a better understanding of the proposed method, we give the following examples.

Пример 1. Исследовали динамику роста культуры фибробластов кожи человека в течение 7 суток в чашке Петри площадью 12 см2. Фибробласты перед посевом в стерильных условиях витально окрашивали из расчета 10 мкл красителя на 1 мл суспензии клеток. Исходное общее число внесенных клеток составило 50000. Клетки прикреплялись на дне чашки Петри через 1 сутки после посева. Анализ культуры фибробластов проводили на 1, 2, 3, 4, 5 и 7 сутки после посева. Оценивали среднюю яркость поля зрения (СЯПЗ), количество прикрепленных клеток на единицу площади (КПК), общее количество прикрепленных клеток (ОКПК), индекс пролиферации (ИП) клеточной культуры, целостность клеточных мембран (ЦКМ), содержание мертвых клеток (МК).Example 1. Investigated the growth dynamics of the culture of fibroblasts of human skin for 7 days in a Petri dish with an area of 12 cm 2 . Fibroblasts before seeding under sterile conditions were stained vitally at the rate of 10 μl of dye per 1 ml of cell suspension. The initial total number of introduced cells was 50,000. The cells were attached at the bottom of the Petri dish 1 day after plating. An analysis of the fibroblast culture was performed on days 1, 2, 3, 4, 5, and 7 after seeding. The average brightness of the visual field (SPL), the number of attached cells per unit area (CPC), the total number of attached cells (CPC), the proliferation index (PI) of the cell culture, the integrity of the cell membranes (CCM), and the content of dead cells (MC) were evaluated.

Параметры оценки популяции клеток в культуре были следующими:The parameters for evaluating the cell population in culture were as follows:

на 1-й день - СЯПЗ=4,9 фут-кандел, КПК=3381/см2 on the 1st day - SPL = 4.9 ft-candela, CPC = 3381 / cm 2

на 2-й день - СЯПЗ=6,2 фут-кандел, КПК=4652/см2 on the 2nd day - SPL = 6.2 ft-candela, CPC = 4652 / cm 2

на 3-й день- СЯПЗ=12,1 фут-кандел, КПК=9452/см2 on the 3rd day - SPL = 12.1 ft candela, CPC = 9452 / cm 2

на 4-й день - СЯПЗ=15,3 фут-кандел, КПК=12150/см2 on the 4th day - SPL = 15.3 ft-candela, CPC = 12150 / cm 2

на 5-й день - СЯПЗ=15,5 фут-кандел, КПК=12318/см2 on the 5th day - SPL = 15.5 ft candela, KPK = 12318 / cm 2

на 7-й день - СЯПЗ=15,6 фут-кандел, КПК=12 401/см2 on the 7th day - SPL = 15.6 ft candela, KPK = 12 401 / cm 2

на 1-й день - ОКПК=40572, -on the 1st day - OKPK = 40572, -

на 2-й день - ОКПК=55824, ИП2=1,37on the 2nd day - OKPK = 55824, IP 2 = 1.37

на 3-й день - ОКПК=113424, ИП3=2,79on the 3rd day - OKPK = 113424, IP 3 = 2.79

на 4-й день - ОКПК=145800, ИП4=3,59on the 4th day - OKPK = 145800, IP 4 = 3.59

на 5-й день - ОКПК=147816, ИП5=3,64on the 5th day - OKPK = 147816, IP 5 = 3.64

на 7-й день - ОКПК=148812, ИП7=3,67on the 7th day - OKPK = 148812, IP 7 = 3.67

на 1-й день - ЦКМ - 31 балл, МК - 0,5%on the 1st day - CCM - 31 points, MK - 0.5%

на 2-й день - ЦКМ - 31 балл, МК - 0,5%on the 2nd day - CCM - 31 points, MK - 0.5%

на 3-й день - ЦКМ - 31 балл, МК - 0,5%on the 3rd day - CCM - 31 points, MK - 0.5%

на 4-й день - ЦКМ - 31 балл, МК - 0,7%on the 4th day - CCM - 31 points, MK - 0.7%

на 5-й день - ЦКМ - 30 баллов, МК - 2,0%on the 5th day - CCM - 30 points, MK - 2.0%

на 7-й день - ЦКМ - 30 баллов, МК - 3,0%on the 7th day - CCM - 30 points, MK - 3.0%

Заключение: анализируемая клеточная культура фибробластов обладает нормальными ростовыми свойствами и рекомендована для клинического использования.Conclusion: the analyzed fibroblast cell culture has normal growth properties and is recommended for clinical use.

Пример 2. Для клинического использования были приготовлены различные виды биотрансплантатов - на основе коллагена, полимера гиалуроновой кислоты, дермы человека. На эти биотрансплантаты высевали фибробласты линии М22 (по 0,5 млн клеток) и проводили мониторинг клеточного компонента биотрансплантатов в течение 3 суток (табл.4).Example 2. For clinical use, various types of biografts were prepared — based on collagen, a polymer of hyaluronic acid, and a human dermis. M22 line fibroblasts were sown on these biografts (0.5 million cells each) and the cellular component of biografts was monitored for 3 days (Table 4).

Таблица 4 Table 4 Оценка культуры клеток в составе биотрансплантатов через 3 суток культивированияAssessment of cell culture in biografts after 3 days of cultivation Параметр оценкиRating Parameter Биотрансплантат на основе коллагена с фибробластами (S=144 см2)Collagen-based biograft with fibroblasts (S = 144 cm 2 ) Биотрансплантат на основе коллагена с фибробластами и фактором роста фибробластов (S=144 см2)Collagen-based biograft with fibroblasts and fibroblast growth factor (S = 144 cm 2 ) Биотрансплантат на основе дермы человека с фибробластами (S=144 см2)A human dermis biograft with fibroblasts (S = 144 cm 2 ) Биотрансплантат на основе полимера гиалуроновой кислоты с фибробластами
(S=144 см2)
Hyaluronic acid polymer biotransplant with fibroblasts
(S = 144 cm 2 )
СЯПЗ (фут-кандел)SYAP (foot candel) 11,811.8 21,021.0 7,27.2 0,50.5 КПК (кл/см2)PDA (cells / cm 2 ) 91989198 1695416954 53205320 Клетки не прикрепляютсяCells do not attach ОКПК (кл)OKPK (cl) 13245421324542 24414802441480 766080766080 Клетки не прикрепляютсяCells do not attach ИПIP 1,91.9 3,53,5 1,41.4 -- ЦКМ(в баллах)CCM (in points) 3535 3535 30thirty МК (в %)MK (in%) 2,02.0 5,05,0 7,07.0 -- ЗаключениеConclusion Клеточная культура в норме. Биотрансплантат рекомендуется для клинического использованияCell culture is normal. Biotransplant recommended for clinical use Клеточная культура в норме. Биотрансплантат рекомендуется для клинического использованияCell culture is normal. Biotransplant recommended for clinical use Клеточная культура содержит сниженное количество клеток. Биотрансплантат не рекомендуется для клинического использованияCell culture contains a reduced number of cells. Biotransplant is not recommended for clinical use. Клетки не адгезировали на носителе. Биотрансплант не содержит клеточного компонентаCells did not adhere to the carrier. Biotransplant does not contain a cellular component

Пример 3. Исследовали действие КВЧ-облучения на культуру фибробластов линии М22, высаженную на биотрансплантат на основе коллагена площадью 144 см2. Оценку культуры в составе биотрансплантат проводили до КВЧ-облучения и через 3 суток после КВЧ-облучения (таблица 5).Example 3. Investigated the effect of EHF irradiation on a fibroblast culture line M22, planted on a biograft based on collagen with an area of 144 cm 2 . Evaluation of the culture in the biotransplant was performed before EHF irradiation and 3 days after EHF irradiation (table 5).

Таблица 5Table 5 Параметр оценкиRating Parameter Биотрансплантат на основе коллагена с фибробластами до КВЧ-облученияCollagen-based biograft with fibroblasts before EHF irradiation Биотрансплантат на основе коллагена с фибробластами (через 3 суток после КВЧ-облучения)Collagen-based biograft with fibroblasts (3 days after EHF irradiation) СЯПЗ (фут-кандел)SYAP (foot candel) 11,811.8 7,27.2 КПК (кл/см2)PDA (cells / cm 2 ) 91989198 36943694 ОКПК (кл)OKPK (cl) 13245421324542 531995531995 ИПIP 1,91.9 1,41.4 ЦКМ (в баллах)CCM (in points) 30thirty 1919 МК (в %)MK (in%) 22 3333 ЗаключениеConclusion Клеточная культура в норме. Биотрансплантат рекомендуется для клинического использованияCell culture is normal. Biotransplant recommended for clinical use Наблюдается заметное сокращение численности клеток и снижение их жизнеспособности в культуре. Биотрансплантат не рекомендован для клинического использованияA noticeable decrease in the number of cells and a decrease in their viability in culture is observed. Biotransplant is not recommended for clinical use.

Пример 4. Исследовали динамику роста мезенхимальных стволовых клеток (МСК) костного мозга донора органов на биотрансплантате на основе деминерализованной кости человека площадью 12 см2. Оценку культуры в составе биотрансплантата проводили через 1 сутки и через 4 суток после культивирования (таблица 6).Example 4. Investigated the growth dynamics of mesenchymal stem cells (MSCs) of the bone marrow of an organ donor on a biograft based on demineralized human bone with an area of 12 cm 2 . Evaluation of the culture in the biotransplant was performed 1 day and 4 days after cultivation (table 6).

Таблица 6.Table 6. Параметр оценкиRating Parameter Биотрансплантат на основе деминерализованной кости через 1 сутки после посева МСКDemineralized bone biograft 1 day after seeding of MSCs Биотрансплантат на основе деминерализованной кости через 4 суток после посева МСКDemineralized bone biograft 4 days after seeding of MSCs СЯПЗ (фут-кандел)SYAP (foot candel) 77 7,57.5 КПК (кл/см2)PDA (cells / cm 2 ) 59325932 63366336 ОКПК (кл)OKPK (cl) 7118471184 7603276032 ИПIP -- 1,071,07 ЦКМ (в баллах)CCM (in points) 30thirty 2222 МК (в %)MK (in%) 22 14fourteen ЗаключениеConclusion Продолжить культивирование клеток на биотрансплантатеContinue cell culture on biograft На биотрансплантате МСК имеют сниженную жизнеспособность. Увеличивается количество мертвых клеток. Продолжить культивирование МСКMSCs on biotransplant have reduced viability. The number of dead cells is increasing. Continue culturing MSCs

Суммируя вышесказанное, предлагаемый способ осуществляется следующим образом:Summarizing the above, the proposed method is as follows:

для динамического исследования в ламинарном шкафу в культуральные емкости помещают стерильные биотрасплантаты, на которые вносят суспензию клеток в питательной среде, добавляют стерильный витальный флуорохромный краситель на буферном растворе, содержащем трипафлавин и родамин С в соотношении 1:1, причем для окраски 1 см2 клеток биотрансплантата требуется 5-10 мкл рабочего раствора красителя,For dynamic research in a laminar cabinet, sterile biotransplants are placed in the culture containers, onto which a suspension of cells is added in a nutrient medium, a sterile vital fluorochrome dye is added on a buffer solution containing trypavlavin and rhodamine C in a ratio of 1: 1, moreover, for staining 1 cm 2 of biotransplant cells 5-10 μl of the dye working solution are required,

- культуральные емкости с клетками инкубируют в условиях 5% СО2 при 37°С,- culture containers with cells are incubated in conditions of 5% CO 2 at 37 ° C,

- посуточно анализируют культуру клеток на биотрансплантате, для чего культуральные емкости перемещают на предметный столик флуоресцентного микроскопа - объектив х4, апертура 0,6, длина волны возбуждения 510-560 нм, длина волны эмиссии - от 590 нм, и измеряют в фут-канделах на биотрансплантате с клетками яркость свечения 27 стандартных полей зрения микроскопа,- daily analyze the cell culture on the biotransplant, for which the culture containers are moved to the stage of the fluorescence microscope - x4 lens, aperture 0.6, the excitation wavelength of 510-560 nm, the emission wavelength - from 590 nm, and measured in foot channels on biotransplant with cells, the brightness of the luminescence 27 standard fields of view of the microscope,

- рассчитывают среднюю яркость свечения поля зрения (СЯПЗ) по калибровочной кривой,- calculate the average brightness of the glow of the field of view (SPL) on the calibration curve,

- определяют количество прикрепленных клеток (КПК) на 1 единицу площади биотрансплантата, в тыс/см2,- determine the number of attached cells (CPC) per 1 unit of biotransplant area, in thousand / cm 2 ,

- рассчитывают общее число прикрепленных клеток (ОКПК) на биотрансплантате, в тысячах,- calculate the total number of attached cells (OKPK) on the biotransplant, in thousands,

- рассчитывают индекс пролиферации (ИП), для чего определяют во сколько раз ОКПК на данный день пассирования превышает число клеток на 1-й день пассирования,- calculate the proliferation index (IP), for which it is determined how many times the CPC on a given day of passage exceeds the number of cells on the 1st day of passage,

- под объективом ×20 анализируют изображение 100-150 клеток на биотрансплантате,- under the lens × 20 analyze the image of 100-150 cells on a biograft,

- рассчитывают среднюю величину интенсивности свечения 1 клетки на биотрансплантате в фут-канделах и выражают в баллах, причем 1 фут-кандел = 1 баллу, что характеризует целостность клеточных мембран (ЦКМ),- calculate the average value of the intensity of the luminescence of 1 cell on the biograft in foot candelas and expressed in points, with 1 foot candel = 1 point, which characterizes the integrity of cell membranes (CCM),

- определяют процент клеток с низкой яркостью свечения, что отражает содержание мертвых клеток (МК), в %,- determine the percentage of cells with low brightness, which reflects the content of dead cells (MK), in%,

- оценивают пригодность клеточного компонента биотрансплантата для пересадки, который в норме содержит 14-20 тысяч клеток на см2, из которых не более 5% мертвых, ЦКМ 28-42 балла, ИП на 3-й и 7 день пассирования варьирует от 1,8 до 3,2 в зависимости от типа клеток.- assess the suitability of the cellular component of the biograft for transplantation, which normally contains 14-20 thousand cells per cm 2 , of which no more than 5% are dead, CMC 28-42 points, PI on the 3rd and 7th day of passage varies from 1.8 up to 3.2 depending on the type of cells.

Claims (1)

Метод морфофункциональной оценки клеточного компонента биотрансплантатов, заключающийся в том, что для динамического исследования в ламинарном шкафу в культуральные емкости помещают стерильные биотрансплантаты, на которые вносят суспензию клеток в питательной среде, добавляют стерильный витальный флуорохромный краситель на буферном растворе, содержащем трипафлавин и родамин С в соотношении 1:1, причем для окраски 1 см2 клеток биотрансплантата требуется 5-10 мкл рабочего раствора красителя, затем культуральные емкости с клетками инкубируют в условиях 5% СО2 при 37°С, далее посуточно анализируют культуру клеток на биотрансплантате, для чего культуральные емкости перемещают на предметный столик флуоресцентного микроскопа - объектив ×4, апертура 0,6, длина волны возбуждения 510-560 нм, длина волны эмиссии - от 590 нм, и измеряют в фут-канделах на биотрансплантате с клетками яркость свечения 27 стандартных полей зрения микроскопа, рассчитывают среднюю яркость свечения поля зрения (СЯПЗ) по калибровочной кривой, определяют количество прикрепленных клеток (КПК) на 1 единицу площади биотрансплантата, тыс./см2, далее рассчитывают общее число прикрепленных клеток (ОКПК) на биотрансплантате, тыс., рассчитывают индекс пролиферации (ИП), для чего определяют, во сколько раз ОКПК на данный день пассирования превышает число клеток на 1-й день пассирования, затем под объективом ×20 анализируют изображение 100-150 клеток на биотрансплантате, рассчитывают среднюю величину интенсивности свечения 1 клетки на биотрансплантате в фут-канделах и выражают в баллах, причем 1 фут-кандел = 1 баллу, что характеризует целостность клеточных мембран (ЦКМ), определяют процент клеток с низкой яркостью свечения, что отражает содержание мертвых клеток (МК), %, оценивают пригодность клеточного компонента биотрансплантата для пересадки, который в норме содержит 14-20 тыс. клеток на см2, из которых не более 5% мертвых, ЦКМ 28-42 балла, ИП на 3-й и 7-й день пассирования варьирует от 1,8 до 3,2, в зависимости от типа клеток. The method of morphofunctional assessment of the cellular component of biografts, which consists in the fact that sterile biotransplants are placed in culture containers for dynamic research in a laminar cabinet, onto which a suspension of cells is added in a nutrient medium, sterile vital fluorochrome dye is added on a buffer solution containing trypaflavin and rhodamine C in the ratio 1: 1, and 1 for dyeing cm2 biotransplantata cells requires 5-10 l of working dye solution, and then the culture vessel with a cell incubus ruyut under 5% CO 2 at 37 ° C, then assayed daily for cell culture biotransplantate, for which the culture vessel is moved on a fluorescence microscope stage - 4 × lens, aperture 0.6, wavelength 510-560 nm excitation wavelength emission is from 590 nm, and the brightness of the luminosity of 27 standard fields of view of the microscope is measured in the footcandles on a biograft with cells, the average brightness of the luminosity of the field of view (CPS) is calculated from the calibration curve, the number of attached cells (CPC) per 1 unit of bio area is determined transplant, thousand / cm 2 , then calculate the total number of attached cells (OCPC) on the biotransplant, thousand, calculate the proliferation index (PI), which determines how many times the OCC on the day of passage exceeds the number of cells on day 1 passivation, then under the × 20 lens, the image of 100-150 cells on the biotransplant is analyzed, the average luminous intensity of 1 cell on the biotransplant is calculated in foot candeals and expressed in points, with 1 foot candela = 1 point, which characterizes the integrity of cell membranes (C KM), determine the percentage of cells with low luminosity, which reflects the content of dead cells (MK),%, assess the suitability of the cell component of the biograft for transplantation, which normally contains 14-20 thousand cells per cm 2 , of which not more than 5% dead, CCM 28-42 points, PI on the 3rd and 7th day of passage varies from 1.8 to 3.2, depending on the type of cell.
RU2012114625/15A 2012-04-13 2012-04-13 Method for morphofunctional assessment of cell component of biografts RU2484472C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012114625/15A RU2484472C1 (en) 2012-04-13 2012-04-13 Method for morphofunctional assessment of cell component of biografts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012114625/15A RU2484472C1 (en) 2012-04-13 2012-04-13 Method for morphofunctional assessment of cell component of biografts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2484472C1 true RU2484472C1 (en) 2013-06-10

Family

ID=48785818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012114625/15A RU2484472C1 (en) 2012-04-13 2012-04-13 Method for morphofunctional assessment of cell component of biografts

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2484472C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2017818C1 (en) * 1990-09-21 1994-08-15 Институт радиобиологии АН Беларуси Method for studying population of fibroblasts of human being
RU2126230C1 (en) * 1997-05-29 1999-02-20 Московский медицинский стоматологический институт Counting chamber with grids
US20110300574A1 (en) * 2009-01-21 2011-12-08 Michael Tarasev Cell-counting method for blood hemolysis analysis in fragility measurement

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2017818C1 (en) * 1990-09-21 1994-08-15 Институт радиобиологии АН Беларуси Method for studying population of fibroblasts of human being
RU2126230C1 (en) * 1997-05-29 1999-02-20 Московский медицинский стоматологический институт Counting chamber with grids
US20110300574A1 (en) * 2009-01-21 2011-12-08 Michael Tarasev Cell-counting method for blood hemolysis analysis in fragility measurement

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Thuret G., et al., Is manual counting of corneal endothelial cell density in eye banks still acceptable? The French experience. Br J Ophthalmol. 2003 Dec; 87(12):1481-6. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jiang et al. Two succeeding fibroblastic lineages drive dermal development and the transition from regeneration to scarring
Mansbridge et al. Three-dimensional fibroblast culture implant for the treatment of diabetic foot ulcers: metabolic activity and therapeutic range
Garzón et al. Evaluation of the cell viability of human Wharton's jelly stem cells for use in cell therapy
CN102511471B (en) Mesenchymal stem cell frozen stock solution and preparation method thereof
Tebyanian et al. A comparative study of rat lung decellularization by chemical detergents for lung tissue engineering
CN109689858A (en) Method for generating mesoderm and/or endothelium colony forming cell like cell with body vessel Forming ability
CN102719394B (en) Method for constructing goat dermal fibroblast (DFB) line
JP2021105047A (en) Enriching and amplifying of highly differentiation-potent human mesenchymal stem cells from elderly cell populations
Linon et al. Engraftment of autologous bone marrow cells into the injured cranial cruciate ligament in dogs
Li et al. In vitro biomimetic platforms featuring a perfusion system and 3D spheroid culture promote the construction of tissue-engineered corneal endothelial layers
Villarruel et al. The effect of oxygen tension on the in vitro assay of human osteoblastic connective tissue progenitor cells
JP6744665B2 (en) Method for culturing animal cell composition, method for producing animal cell composition using the same, and animal cell composition
CN103305466B (en) Culture method capable of keeping high cell survival rate for neural stem cell
Jiang et al. Harvesting and cryopreservation of lymphatic endothelial cells for lymphatic tissue engineering
Bodhak et al. Combinatorial cassettes to systematically evaluate tissue-engineered constructs in recipient mice
Armour et al. Fluorescein diacetate for determination of cell viability in tissue-engineered skin
RU2484472C1 (en) Method for morphofunctional assessment of cell component of biografts
CN109112101A (en) A kind of fibroblast culture medium and its application
Fraccarollo et al. Modeling cardiac fibrosis in mice:(myo) fibroblast phenotype after ischemia
KR20220074545A (en) Photocured gelatin methacryloyl hydrogel for an artificial mucosal tissue model
RU2777257C1 (en) Method for determining the viability of cells in biomedical cell products in the process of regeneration
RU2776455C2 (en) Method for in vitro determination of biocompatibility of scaffolds for neurotransplantation
TWI515024B (en) Composition of blended chitosan-biodegradable polymer and use thereof
Kuneev et al. Development of a Method for Three-Dimensional Culturing of Human Mesenchymal Stem (Stromal) Cells Using a Cellulose Matrix
Powell et al. Fluorescein Diacetate for Determination of Cell Viability in 3D Fibroblast–Collagen–GAG Constructs

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150414