Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. Поверхность пленки из аморфного фосфата кальция (слева) и гидроксиапатита (справа) (SEM). На вставках: локальная электронная дифракция (selected area electron diffraction, SAED).
Рисунок 2. Рост клеток на подложках: a – аморфный фосфат кальция, b – гидрокситапатит, c – контроль (стеклянная подложка). Окрашивание акридиновым оранжевым.
Рисунок 3. Сравнение уровня экспрессии генов некоторых белков: коллаген, остеопонтин и остеокальцин – белки, характерные для костной ткани; бета-актин – белок, экспрессия которого не зависит от типа клеток. Первый столбец: гидроксиапатит; второй столбец: аморфный фосфат кальция; третий столбец: стеклянная подложка(RT-PCR, электрофорез в агарозном геле).

Лучший материал для костных имплантантов

Ключевые слова:  гидроксиапатит, имплантант, костная ткань, периодика

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

03 ноября 2007

Фосфат кальция является важнейшим неорганическим компонентом внеклеточного вещества кости. Неудивительно, что именно фосфаты кальция широко применяются в настоящее время в инженерии костной ткани. Обычно в состав имплантантов входит либо аморфный фосфат кальция, либо кристаллический гидроксиапатит, причем каждая форма имеет свои преимущества.

Лучший материал для имплантанта – это тот, который стимулирует рост клеток и восстановление костной ткани. Принято считать, что аморфный фосфат кальция вызывает лучший рост и более быстрое развитие клеток костной ткани по сравнению с гидроксиапатитом, поскольку выступает в качестве легкодоступного источника кальция и фосфора, которые необходимы развивающейся кости для построения своего гидроксиапатита.

Ученые из Китая обратили внимание, что при подобных сравнениях не учитывался размер частиц фосфата кальция, а ведь наноструктурные особенности подложки оказывают существенное влияние на рост и развитие клеток. Поэтому они решили сравнить остеогенные свойства стеклянных подложек с нанесенными на них пленками из частиц аморфного фосфата кальция либо гидроксиапатита одинакового размера (20 нм; см. рисунок 1), чтобы быть уверенными, что различия в свойствах обусловлены именно структурой фосфата кальция.

В качестве клеток-предшественников костной ткани были использованы мезенхимальные стволовые клетки (MSC) костного мозга кролика. Оказалось, что лучший рост клеток наблюдался на пленке из гидроксиапатита (рисунок 2).

В питательную среду для клеток были добавлены остеогенные факторы, чтобы MSC развивались в клетки костной ткани (остеобласты). Чтобы оценить, насколько хорошо идет такое развитие, исследователи сравнили уровень экспрессии генов белков, специфичных для клеток костной ткани: коллагена, остеопонтина, остеокальцина. В этом эксперименте тоже получилось, что лучшие результаты наблюдаются для гидроксиапатита, а вовсе не для аморфного фосфата кальция (рисунок 3).

Китайские ученые отмечают, что они тщательно контролировали размер частиц, их форму и расположение на подложке, и что все характеристики поверхности пленок одинаковы. Различие состоит лишь в структуре фосфата кальция. Поэтому авторы исследования считают свои результаты более точными, и предлагают пересмотреть взгляды на то, что является лучшим материалом для создания костных имплантантов.

Работа "Effect of crystallinity of calciumphosphate nanoparticles on adhesion, proliferation, and differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells" опубликована в Journal of Materials Chemistry.


Источник: RSC Publishing



Комментарии
Работа уже хороша тем, что ученые из Китая обратили внимание на то, что наноструктурные особенности материала подложки оказывают существенное влияние на рост и развитие клеток. Будут получены существенные результаты в данном направлении только тогда, когда подложка будет выполнена из основополагающих пространственных фрактальных форм, участвующих в процессе самосборки из изначальных единичных наноструктур. Основополагающие модели фрактального единства формируют определенные кластерные укладки характерные для человеческого организма. Данная информация (некоторые теоретические кластерные укладки характерные для человеческого организма) мною уже приводилась на страницах данного сайта, но воз и ныне там.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Дивидюк
Дивидюк

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.