Процес визначення механічної стійкості альгінатних капсул, призначених для мікроінкапсуляції тканин або клітин

Процес визначення механічної стійкості альгінатних капсул, призначених для мікроінкапсуляції 3 lysine-alginate microcapsules // J. Biomater. Sci. Polymer Edn. - 2005. - 16, N 1. - P. 91-113]. Недоліком цього способу оцінки механічної стійкості є те, що він дозволяє оцінити тільки найбільш виражені зміни в капсулах (зокрема, пошкодження їх цілісності) і не дозволяє фіксувати найбільш ранні та менш виражені зміни (зокрема, набухання капсул). До недоліків цього способу відноситься і необхідність приготування складного розчину для інкубації та кімнатна температура його проведення, що уповільнює швидкість фізикохімічних реакцій (отже вимагає більшого інтервалу часу для оцінки результатів) та не відповідає умовам культивування капсул in vitro або їх перебування в організмі реципієнта після імплантації. Крім цього, коливання чашок Петрі не є достатнім фізичним впливом для провокування відповідних змін в капсулах. Таким чином, вказані недоліки значно ускладнюють визначення механічної стійкості альгінатних капсул та в подальшому знижують ефективність мікроінкапсуляції тканин або клітин. В основу даної корисної моделі поставлено задачу розробити такий процес визначення механічної стійкості альгінатних капсул, призначених для мікроінкапсуляції тканин або клітин, в якому за рахунок підбору технологічних умов досягається максимальна об'єктивність результату, підвищується чутливість та спрощується процес дослідження їх механічної стійкості. Поставлена задача досягається тим, що в процесі, який включає інкубацію альгінатних капсул в середовищі з температурним режимом та механічним впливом на них, згідно з даною корисною моделлю, в якості середовища для інкубації застосовують розчин хлориду натрію низької осмоляльності (200 мосмоль/л) при температурі 37°С, а як механічний вплив - струшування з наступним визначенням цілісності та вимірюванням діаметрів альгінатних капсул. До даного рішення автори прийшли після дослідження фізичних характеристик альгінатних капсул в динаміці інкубації в розчині хлориду натрію при постійній дії зовнішніх фізико-хімічних чинників та виявленні певної залежності структури та розміру капсул від впливу механічних факторів, осмоляльності розчину і температури. На відміну від прототипу, запропонований авторами процес визначення механічної стійкості альгінатних капсул шляхом визначення цілісності та вимірювання діаметрів капсул після інкубації в розчині хлориду натрію низької осмоляльності при температурі 37°С протягом 24 годин дає можливість об'єктивно, точно, технічно доступно, просто та швидко оцінити механічну стійкість капсул, що дозволяє в подальшому досягти максимального ефекту мікроінкапсуляції тканин або клітин. Спосіб здійснюється наступним чином. 15729 4 В чашку Петрі діаметром 60 мм, яка містить 5,0 мл розчину хлориду натрію з низькою осмоляльністю (200 мосмоль/л), обережно переносять 2025 альгінатних капсул та інкубують при постійному струшуванні з частотою 60 коливань/хв в термостаті при температурі 37°С. На початку, а також через 24 і 96 годин інкубації проводять оцінку цілісності та вимірювання діаметрів альгінатних капсул за допомогою світлового мікроскопа з окулярною вставкою та відбирають механічно стійкі альгінатні капсули. Приклад. Визначення механічної стійкості альгінатних капсул з метою відбору стабільних капсул, призначених для мікроінкапсуляції тканин або клітин. Альгінатні капсули готують як за стандартним методом [Zimmermann U., Cramer H., Jork A. et al. Microencapsulation-based cell therapy // In.: Biotechnology. Edited by Rehm H.-J. and Reed G. Weinheim: Wiley-VCH, 2001. - P. 548-571; Zimmermann U., Thürmer F., Jork A. et al. A novel class of amitogenic alginate microcapsules for longterm immunoisolated transplantation // Ann. N. Y. Acad. Sci. - 2001. - 944. - P. 199-215] (перший дослід), так і в модифікації, яка полягає у використанні альгінату більших концентрацій - 1,0% (другий дослід) і 1,5% (третій дослід). В три чашки Петрі діаметром 60 мм приливають по 5,0 мл розчину хлориду натрію з низькою осмоляльністю (200 мосмоль/л), обережно перенесять по 20-25 альгінатних капсул різних дослідів та інкубують при постійному струшуванні з частотою 60 коливань/хв в термостаті при температурі 37 С. На початку, а також через 24 і 96 годин інкубації проводять оцінку цілісності та вимірювання діаметрів альгінатних капсул за допомогою світлового мікроскопа з окулярною вставкою. Результати досліджень показали, що 24годинна інкубація альгінатних капсул за розробленим методом призводить до збільшення розмірів капсул на 73% в першому досліді, 56% в другому досліді і 25% в третьому досліді (таблиця). Крім цього, в першому і другому дослідах реєєструється відповідно 38% і 13% пошкоджених капсул. Наступна інкубація протягом додаткових 72 годин не призводить до подальших суттєвих змін розмірів капсул. При умовах інкубації, які розроблені в даній корисній моделі, всі капсули в третьому досліді мають цілісну структуру. За результатами проведених досліджень можна зробити висновок, що в першому і другому дослідженнях альгінатні капсули були механічно не стійкі, на відміну від альгінатних капсул в третьому дослідженні, які можна охарактеризувати як механічно стійкі. Для подальшого використання рекомендовані альгінатні капсули з третього досліду. Дослідження достатньо проводити після 24 годин інкубації, оскільки в подальшому суттєвих змін досліджуваних показників не відбувається. 5 15729 6 Таблиця NN Показник, який досліджується 1 2 Діаметр капсул (мм) Інтактні капсули(%) 1 2 Діаметр капсул (мм) Інтактні капсули(%) 1 2 Діаметр капсул (мм) Інтактні капсули (%) Тривалість інкубації 0 годин 24 години Перший дослід 2,27±0,06 3,92±0,15* 100,0 62,0 Другий дослід 2,28±0,09 3,55 0,18* 100,0 87,0 Третій дослід 2,25±0,05 2,81±0,12* 100,0 100,0 96 годин 4,27±0,08 * 54,0 3,79±0,14* 79,0 3,09±0,18* 100,0 Примітка. * - Р