Adhesion and proliferation of adipose derived mesenchymal stromal cells on chitosan scaffolds with different degree of deacetylation

Abstract

Aim. Selection of the optimal scaffold for the creation of tissue engineering constructs is a key challenge of biotechnology. In this study we investigated the biocompatibility of human adipose derived mesenchymal stromal cells (MSCs) within the three-dimensional matrices based on the chitosan with a different degree of deacetylation. Methods. MSCs were seeded on the chitosan scaffolds by a perfusion method and cultured for 7 days. The morphology, viability, metabolic activity and distribution of the cells within the matrices were analyzed. Results. The level of MSCs adhesion to the surface of the chitosan scaffolds with low degree of deacetylation (67 %) was insignificant, the cells were round and formed aggregates. In the chitosan scaffolds with a high degree of deacetylation (82 %) the cells attached to the surface of matrices, were able to spread and proliferate. Conclusions. The chitosan scaffolds with a high degree of deacetylation and the human adipose derived MSCs can be used for the creation of bioengineered structures.

Вибір оптимального носія клітин для створення тканинно-інженерних конструкцій – ключова проблема сучасної біотехнології. Мета. Дослідити біосумісність мезенхімальних стромальних клітин (МСК) жирової тканини людини з об’ємними матрицями на основі хітозану з різним ступенем деацетилювання. Методи. Хітозанові носії заселяли МСК перфузійним методом і культивува- ли протягом 7 діб. Проводили аналіз морфологічних особливостей, життєздатності, метаболічної активності та розподілу клітин у матрицях. Результати. Рівень адгезії МСК до поверхні хітозанових носіїв з низьким ступенем деацетилювання (67 %) був незначним, клітини мали округлу форму та формували агрегати. У губках на основі хітозану з високим ступенем деацетилювання (82 %) клітини прикріплювались до поверхні носія, розпластувались і були здатними до проліферації. Висновки. Отримані результати свідчать про перспективність використання хітозанових носіїв з високим ступенем деацетилювання та МСК жирової тканини людини для створення біоінженерних конструкцій.

Выбор оптимального носителя клеток для создания тканеинженерных конструкций является ключевой проблемой современной биотехнологии. Цель. Исследовать биосовместимость мезенхимальных стромальных клеток (МСК) жировой ткани человека с объемными матрицами на основе хитозана с разной степенью деацетилирования. Методы. Хитозановые носители заселяли МСК перфузионным методом и культивировали в течение 7 суток. Проводили анализ морфологических особенностей, жизнеспособности, метаболической активности и распределения клеток в матрицах. Результаты. Уровень адгезии МСК к поверхности хитозановых носителей с низкой степенью деацетилирования (67 %) был незначительным, клетки имели округлую форму и формировали агрегаты. В губках на основе хитозана с высокой степенью деацетилирования (82 %) клетки прикреплялись к поверхности носителя, распластывались и пролиферировали в процессе культивирования. Выводы. Полученные результаты свидетельствует о перспективности использования хитозановых носителей с высокой степенью деацетилирования и МСК жировой ткани человека для создания биоинженерных конструкций.