Спосіб індивідуального тестування імплантату на сумісність з організмом реципієнта

Спосіб індивідуального тестування імплантату на сумісність з організмом реципієнта, що включає 3 87387 4 Поставлена задача вирішується тим, що із сипомогою яких можна охарактеризувати поверхню роватки крові реципієнта виділяють імуноглобулін, матеріалу. А саме, еластичність, твердість, устаяким модифікують зонд атомно-силового мікроновити, константи Гамакера, адгезію або сумарний скопу, і проводять тестування імплантату на сумізаряд поверхні. Всі ці характеристики є необхідсність з організмом реципієнта шляхом визначення ними в біології та матеріалознавстві. сили взаємодії модифікованого зонда з матеріаДля адсорбції біомолекул істотним є хімія полом імплантату. верхні матеріалу і/або сумарний заряд поверхні. Винахід, що заявляється, дозволяє здійснити Взаємодія між зондом і матеріалом характеризутестування нових матеріалів імплантатів на сумісється силою, яку необхідно прикласти для відриву ність із живим організмом використовуючи при зонда від поверхні матеріалу. цьому АСМ із модифікованим зондом. Поверхню зонда у АСМ можна модифікувати Відомо, що взаємодія штучних матеріалів з різними способами серед яких розрізняють два живим організмом починається з адсорбції білкоосновних: хімічний, за допомогою глутарового вих молекул на його поверхні. Швидкість адсорбції альдегіду або карбодиміду, та фізичний. (зворотної або незворотної) та її характер залеУ способі, що заявляється модифікація зонда жать від хімії поверхні матеріалу. У системі форIgG дозволить виміряти силу взаємодії між повермування реакції організму на сторонній матеріал хнею і зондом АСМ і у такий спосіб визначити сутригерну функцію виконують імуноглобуліни класу місність даного матеріалу з живим організмом. G (IgG). Вони мають тверду просторову структуру Виміри проводили на приладі NANOSCANE IlІa у вигляді букви Y, центри їхнього розпізнавання (VEECO Corp.) з зондом Si3N4 (VEECO Corp.). В розміщені на верхніх кінцях Y, їхнє зв'язування дослідженнях використовувались поверхні із золовідбувається за рахунок утворення ковалентного та, стекла та кремнію. зв'язку з комплементарними молекулами. В оргаПеред вимірами всі пластини знежирюють в нізмі IgG представлені на поверхні лімфоцитів, які суміші спирт - сірчаний ефір (1:1). при зв'язуванні IgG з іншими молекулами активуЗонд готували до вимірювань хімічним спосоються, викидають у навколишнє середовище окисбом за допомогою глутарового альдегіду, а фізичні радикали і дають сигнал для стимуляції синтезу ним - за допомогою розчину IgG концентрації IgG з певними параметрами, щоб розпізнавати і 70нг/мл, очищеного в 0,9% NaCl. зв'язувати чужорідні молекули. Фізична модифікація проводилася шляхом Принцип розпізнавання високоспецифічними експонування активної частини зонда в розчині IgG певних речовин лежить в основі клінічних имуIgG (концентрація 70 нг/мл). Виміри проводили при ноферментних аналізів. температурі 24°С. Результати вимірів сили взаєАСМ може бути використаний для виміру модії модифікованого зонда IgG різними способавпливу поверхні на зонд залежно від відстані між ми і вихідною підкладкою, проведених на АСМ ними. За допомогою АСМ можуть бути побудовані представлені в таблиці 1. криві, які називаються силовими кривими, за доТаблиця 1 № 1 2 3 Навантаження зонда Фізична модифікація IgG Хімічна модифікація IgG Фізична модифікація СА Золото 101 52 15 Як видно з таблиці при фізичній модифікації сили утримування зонда підкладкою більш яскраво виражені. Скоріше всього на зниження сил взаємодії впливає високе питоме зв'язування молекул IgG. З іншого боку, при хімічній та фізичній модифікації зонда зберігається явище, при якому золота пластина сильніше утримує модифікований зонд (101 і 52 нН відповідно). Фізична модифікація зонда сироватковим альбуміном з розчину (містить 100 нг/мл білка) мало відрізняється від результатів, одержаних при хімічній модифікації зонда IgG, виключенням є зразок із золота. У випадку використання альбуміну сили утримування поверхнею практично однакові (15, 14 і 23 нН відповідно). Таким чином, у результаті проведених вимірів було встановлено, що різні поверхні по різному утримують зонд, модифікований IgG. Різниця у хімічній та фізичній модифікації зонда проявляється в тім, що питоме зв'язування IgG при хімічній модифікації більш високе і молекули IgG ек Сила взаємодії зонда-підкладки в нН Скло Кремній 16 35 14 23 14 19 ранують свої центри, що розпізнають відповідні епітопи. Іншими словами - при вимірюванні відбувається суттєва похибка і значення не відповідають дійсному стану речей. Винахід, що заявляється може бути продемонстровано прикладом конкретного виконання. Статевозрілим пацюкам, самцям вагою 400г, під загальною анестезією кетаміном у концентрації 0,2 мл/кг ваги, імплантували в область спини зразки композиційних матеріалів із політетрафторетилену (ПТФЕ) і політетрафторетилена, що містить 15% мас багатостінних вуглецевих нанотрубок (МСУНТ). Через 4 тижні тварин виводили з експерименту. Зразки з навколишніми тканинами висікалися для проведення гістологічних досліджень із наступною морфометрією. Кров тварин забирали для одержання IgG шляхом преципітації насиченим розчином (NH4)SO4, з наступним розчиненням осаду та діалізацією проти фізіологічного розчину за стандартною методикою. Концентра 5 87387 6 цію білка визначали методом Лоурі. При необхід70 нг/мл. Результати наведені в таблиці 2 ності проводять розведення IgG до концентрації Таблиця 2 Зразок поверхні 1 2 ПТФЕ ПТФЕ+МСУНТ Сила взаємодії чистого зонда/поверхня, nN відрив похибка 10,640 0,332 8,320 0,384 У таблиці 2 представлені дані по взаємодії зонда, модифікованого IgG, та чистого зонда з різними підкладками. Для кожної тварини зонд модифікувався IgG, що виділяли з її крові, та окремо вимірювали силу взаємодії модифікованого зонда з поверхню імплантованого матеріалу. У таблиці 2 представлені середні значення про Сила взаємодії зонда з IgG /поверхня, nN відрив 26,283 9,632 похибка 0,283 0,210 ведених вимірів. Як видно з таблиці чистий зонд утримується обома поверхнями однаково. Істотне розходження реєструється при модифікації зонда IgG. Дані морфометрії гістологічних зразків представлені в таблиці 3 Таблиця 3 Зразок 1 2 Товщина капсули (мкм) 272 ± 38 56 ±14 ПТФЕ ПТФЕ+МСУНТ При порівнянні результатів гістологічного аналізу і вимірів, одержаних за допомогою АСМ, чітко видно зв'язок між силою утримування зонда поверхнею матеріала і утворенням фіброзносполучної капсули навколо зразка матеріала. При цьому чим більша сила утримування зонда поверхнею, тим товстіша утворюється фіброзно - сполучна капсула навколо зразка і тим сильніша реакція організму на матеріал. Виходячи із вище викладеного, спосіб використання модифікованого IgG зонда ACM може Комп’ютерна верстка І. Скворцова бути зручним інструментом для тестування нових матеріалів на сумісність з живим організмом. Джерела інформації. 1. Патент Російської Федерації № 2181887, бюл. № 12, 2002 р; 2. David Ε. Albert// Medical Device & Diagnostic Industry, 2002, March 3. Заявка PCT WO 2006016787, пуб.16.02.2006 р; 4. Патент США № 5763768, пуб. 09.06. 1998р.; Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601