Цель. Сравнить структурные характеристики и биомеханические свойства сосудистых графтов из смеси поли(3-гидроксибутирата-ко-3-гидроксивалерата) и поли(ε-капролактона) с коллагеном I типа при совместной и раздельной подаче растворов данных полимеров в процессе электроспиннинга, а также параметры адгезии и жизнеспособности эндотелиальных клеток к обоим типам графтов. Материалы и методы. Графты диаметром 4 мм (для оценки морфологии и биомеханических свойств) или 8 мм (для анализа адгезии и жизнеспособности эндотелиальных клеток) изготавливались методом электроспиннинга. Структура поверхности графтов изучалась при помощи сканирующей электронной ми кроскопии, биомеханические свойства графтов (прочность, эластичность, жесткость, характер кривой «растяжение-деформация») определялись посредством одноосного растяжения на универсальной испытательной машине, адгезия и жизнеспособность эндотелиальных клеток на поверхности графтов оценивались путем флюоресцентной микроскопии после окрашивания Hoechst 33342/PKH26 и акридиновым оранжевым/бромистым этидием соответственно. Результаты. Графты, изготовленные с раздельной подачей смеси поли(3-гидроксибутирата-ко-3-гидроксивалерата) с поли(ε-капролактоном) и раствора коллагена I типа, характеризовались локализацией поли(3-гидроксибутирата-ко-3-гидроксивалерата) и поли(ε-капролактона) в стержне волокон, а коллагена - в оболочке волокон. Это позволило увеличить биосовместимость данного типа графтов, что выразилось в повышении адгезии эндотелиальных клеток к графтам более чем в 5 раз, а жизнеспособности эндотелиальных клеток на поверхности графтов - более чем в 1,5 раза. Таким образом, количество живых клеток на поверхности графтов, изготовленных при помощи раздельной подачи растворов, увеличилось более чем в 8 раз. Оба типа графтов продемонстрировали повышенные прочность, эластичность и жесткость в сравнении с внутренней грудной артерией. Заключение. Раздельная подача смеси поли(3-гидроксибутирата-ко-3-гидроксивалерата) с поли(ε-капролактоном) и коллагена I типа в процессе электроспиннинга значительно увеличивает биосовместимость сосудистых графтов при сохранении их биомеханических свойств.
Aim. To compare structural and tensile properties of electrospun vascular grafts fabricated of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)/ poly(ε-caprolactone) blend and type I collagen solution utilizing either joint or separate feed of these polymers, and to further evaluate adhesion and viability of endothelial cells on both types of the grafts. Materials and Methods. Either 4 mm or 8 mm diameter electrospun grafts were assessed by scanning electron microscopy and uniaxial tension test following culture of human umbilical vein endothelial cells on the graft surface, either Hoechst 33342/PKH26 or acridine orange/ethidium bromide staining, and fluorescence microscopy. Results. Grafts fabricated using the separate feed had poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)/ poly(ε-caprolactone) blend and type I collagen located in core and sheath of electrospun fibers, respectively. This two-layer structure of fibers resulted in 5-fold increase in adhesion and 1.5-fold increase in viability of endothelial cells cultured on the graft surface; therefore, the total number of viable endothelial cells increased more than 8-fold. Both types of the grafts demonstrated higher durability and elasticity compared to internal mammary artery, a widely applied vascular conduit. Conclusion. Separate feed of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)/poly(ε-caprolactone) blend and type I collagen solution significantly increases the biocompatibility of the electrospun vascular grafts while not affecting their mechanical competence.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.