Ученые Томского государственного университета разработали метод, позволяющий в реальном времени определить состояние клеток — индикаторов приживаемости имплантов. Изучение жизнеспособности клеток входит в список обязательных исследований при создании новых материалов для имплантов, предназначенных для замены твердых тканей. Таким образом оценивают биосовместимость имплантов с организмом человека, сообщили в пресс-службе университета.

«При создании новых материалов для остеоимплантов одним из главных показателей нетоксичности и биосовместимости является выживаемость клеточных культур, нанесенных на материал, — объяснил старший научный сотрудник лаборатории лазерного молекулярного имиджинга и машинного обучения ТГУ Виктор Николаев. — В нашем исследовании мы наносили фибробласты мышей на остеоимпланты из пористой керамики. Эти клетки играют важную роль в заживлении ран: они синтезируют компоненты межклеточного вещества и других необходимых организму соединений, например, коллагена».

Стандартом для оценки жизнеспособности клеток после контакта с материалом считают микроскопическое исследование с предварительным окрашиванием, которое показывает погибшие клетки. Другой вариант — электронная микроскопия. Сотрудники лаборатории лазерного молекулярного имиджинга и машинного обучения ТГУ в качестве инструмента для исследования клеток применяют двухфотонную микроскопию. Эксперименты показали, что этот метод позволяет заглянуть в клетку in vivo и увидеть в ней нежелательные изменения.

«При исследовании с помощью обычной микроскопии поврежденная клетка может выглядеть вполне жизнеспособно, — отметил Виктор Николаев. — Когда она находится на предметном стекле, ей хватает кислорода, клетка „чувствует“ себя хорошо. Но когда клетка помещается на пористую керамику, ей может не хватать кислорода, в результате развивается окислительный стресс. Двухфотонная микроскопия хороша тем, что она позволяет не просто увидеть, живая клетка или нет, но и выявить наличие окислительного стресса, снижение метаболизма, оценить энергетические запасы клеток и прочее».

Новый подход позволит создавать материалы с высокой биосовместимостью для восстановительной хирургии и, соответственно, улучшения качества жизни пациентов, подчеркнули в пресс-службе вуза.

Новый подход на основе двухфотонной микроскопии описан в статье, опубликованной в журнале International Journal of Molecular Sciences (Q1).