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

Процес визначення осмотичної стійкості альгінатних капсул, призначених для мікроінкапсуляції 3 based new materials // Int. J. Biol. Macromol. -1997.21.N1-2.-P.47-55]. Недоліком цього способу оцінки осмотичної стійкості є те, що він розроблений тільки для альгінатних крапель, які суттєво відрізняються від альгінатних капсул. Останні готують за спеціальною методикою, яка дозволяє стабілізувати основні характеристики капсул, зокрема стійкість до змін стану навколишнього середовища, а отже вимагають інших умов проведення досліджень. До недоліків цього способу відноситься і кімнатна температура його проведення, що уповільнює швидкість фізико-хімічних 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, для оцінки осмотичної стійкості крапель використовують розрахунковий показник об'єму, який є менш об'єктивним порівняно з будь-якими прямими вимірами. Таким чином, вказані недоліки значно ускладнюють визначення осмотичної стійкості альгінатних капсул та в подальшому знижують ефективність мікроінкапсуляції тканин або клітин. В основу даної корисної моделі поставлено задачу розробити такий процес визначення осмотичної 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 осмотичної стійкості. Поставлена задача досягається тим, що в процесі, який включає інкубацію альгінатних капсул у середовищі з температурним режимом та осмотичним впливом на них, згідно з даною корисною моделлю, в якості середовища для інкубації та як осмотичний вплив застосовують розчин хлориду натрію різної осмоляльності (0, 100, 200 і 300 мосмоль/л) при температурі 37°С 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 осмоляльності розчину і температури. На відміну від прототипу, запропонований авторами процес визначення осмотичної стійкості альгінатних капсул шляхом визначення цілісності та вимірювання діаметрів капсул після інкубації в розчинах хлориду натрію різної осмоляльності при температурі 37°С протягом 24 годин дає можливість об'єктивно, точно, технічно доступно, просто та швидко оцінити осмотичну стійкість капсул, що дозволяє в подальшому досягти максимального ефекту мікроінкапсуляції тканин або клітин. Спосіб здійснюється наступним чином. 15730 4 В чашки Петрі діаметром 60 мм, які містять по 5,0 мл розчину хлориду натрію різної осмоляльності: 300 мосмоль/л (1-а чашка), 200 мосмоль/л (2-а чашка), 100 мосмоль/л (3-а чашка) і 0 мосмоль/л (4-а чашка), обережно переносять по 20-25 альгінатних капсул та інкубують в термостаті при температурі 37°С. На початку, а також через 24 і 96 годин інкубації проводять оцінку цілісності мембран і вимірювання діаметрів альгінатних капсул за допомогою світлового мікроскопа з окулярною вставкою та відбирають осмотичне стійкі альгінатні капсули. Приклад. Визначення осмотичної 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 більшої концентрації - 1,5% (другий дослід). В дві групи по чотири чашки Петрі діаметром 60 мм приливають по 5,0 мл розчину хлориду натрію різної осмоляльності: 300 мосмоль/л (1-а чашка), 200 мосмоль/л (2-а чашка), 100 мосмоль/л (3-а чашка) і 0 мосмоль/л (4-а чашка). Потім в кожну чашку Петрі обережно переносять по 20-25 альгінатних капсул різних дослідів та інкубують в термостаті при температурі 37°С. На початку, а також через 24 і 96 годин інкубації проводять оцінку цілісності мембран і вимірювання діаметрів альгінатних капсул за допомогою світлового мікроскопа з окулярною вставкою. Результати першого дослідження показали, що 24-годинна інкубація альгінатних капсул в розчині хлориду натрію з осмоляльністю 300 мосмоль/л в термостаті при температурі 37°С не призводить до значного зростання розмірів капсул (таблиця). При 24-го динній інкубації в розчинах хлориду натрію з осмоляльністю 200, 100 і 0 мосмоль/л розміри капсул зростають на 65%, 107% і 146% відповідно. При осмоляльності 100 і 0 мосмоль/л реєструються відповідно 3% і 7% пошкоджених капсулах. Наступна інкубація протягом додаткових 72 годин не призводить до подальших суттєвих змін цілісності та розмірів капсул. Результати другого дослідження показали, що 24-годинна інкубація альгінатних капсул в розчинах хлориду натрію призводить до вірогідного зростання розмірів капсул на 13-46% тільки при осмоляльності розчинів від 0 до 200 мосмоль/л (таблиця). В подальшому розміри капсул залишаються без суттєвих змін. При умовах інкубації, які розроблені в даній корисній моделі, всі капсули в другому досліді мають цілісну структуру. 5 15730 6 Таблиця NN Осмоляльність розчину, мосмоль/л 1 2 3 4 300 200 100 0 1 2 3 4 300 200 100 0 Розміри альгінатних капсул залежно від часу інкубації (мм) 0 годин 24 години 96 годин Перший дослід 2,30±0,08 2,80±0,08* 2,90±0,12* 2,30±0,08 3,80±0,15* 4,15±0,08* 2,25±0,08 4,65±0,13* 4,95±0,12* 2,30±0,08 5,65±0,08* 5,85±0,08* Другий дослід 2,20±0,08 2,30±0,12 2,35±0,15 2,25±0,08 2,55±0,04* 2,75±0,12* 2,15±0,08 2,80±0,08* 3,10±0,10* 2,15±0,08 3,15±0,09* 3,30±0,12* Примітка. * - Р