Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2019, № 5 · BIOMEDICAL RADIO ELECTRONICS

Biocompatible nano materials based on opal matrixes

A.F. Belyanin1,2,3,4, A.S. Bagdasaryan5,3, I.V. Gulyaev5, N.S. Sergeeva6,7, S.A. Bagdasaryan1,2,3,4, E.R. Pavlyukova5

1 Центральный научно-исследовательский технологический институт “Техномаш”, Russia
2 Central Research Technological Institute “Technomash”, Russia
3 Научно-производственное предприятие “Технологии радиочастотной идентификации связи”, Russia
4 Scientific Engineering Center “Technological developments of telecommunication and radio frequency identification”, JSC, Russia
5 Kotelnikov IRE RAS, Moscow, Russia
6 Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А.Герцена, Moscow, Russia
7 Herzen Moscow Oncology Research Center, Russia
Full text (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2019.5.3 EDN ZEURJD

Abstract

The key problems for creation of bioartificial organs and tissues is the development of frame matrixes (carriers) for cells using nanoparticles of the different materials. To develop the adequate hybrid structures it is necessary to study the interaction of synthetic opal matrixes and natural analogues of similar materials, in particular, geyserite with cellular systems in order to create biocompatible materials for reconstructive plastic surgery. In presented report the possibility to obtain and apply biocompatible opal matrixes (natural and artificial) for the cultivation of cellular systems, including multipotent mesenchymal stromal cells (MMSC): namely, the features of the formation and composition for "opal matrix (geyserite) - cell culture" type structure are considered. Investigation of biocompatibility for microparticles of opal matrixes in vivo was made for the following sample sample: fraction of opal matrix particles <40 µm, treatment temperature 790 ° C). It was demonstrated in experiments the best matrix properties. Executed investigations confirm the biocompatibility of opal matrixes (synthetic and natural) in a shape-shifter for biologically inert materials and the application in regenerative medicine.

  • паловые матрицы
  • нанокомпозиты
  • мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки (ММСК)
  • opal matrices
  • nanocomposites
  • multipotent mesenchymal stromal cells (MMSC)
Аннотация (на русском)

Биосовместимые наноматериалы на основе опаловых матриц

Ключевыми проблемами для создания био искусственных органов и тканей является разработка каркасных матриц (носителей) для клеток с использованием наночастиц из разных материалов. Для разработки адекватных гибридных структур необходимо изучить взаимодействие синтетических опаловых матриц и природных аналогов подобных материалов, в частности, гейзерита, с клеточными системами с целью создания биосовместимых материалов для реконструктивной пластической хирургии. В представленной работе показана возможность получения и применения биосовместимых опаловых матриц (природных и искусственных) для культивирования клеточных систем, в том числе мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток (ММСК): а именно, особенности формирования и состав для «опалового матрикса (гейзерита) - культура клеток». Исследование биосовместимости микрочастиц опаловой матрицы in vivo было проведено для следующего образца: фракция частиц опаловой матрицы <40 мкм, температура обработки 790°С. В экспериментах были продемонстрированы лучшие свойства матрицы. Проведенные исследования подтверждают биосовместимость опаловых матриц (синтетических и натуральных) в формирователе формы для биологически инертных материалов и применения в регенеративной медицине.

For citation

Belyanin A.F., Bagdasaryan A.S., Gulyaev I.V., Sergeeva N.S., Bagdasaryan S.A., Pavlyukova E.R. Biocompatible nano materials based on opal matrixes // Journal of Radio Electronics. – 2019. – No. 5. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.5.3

References

  1. М.И.Самойлович, С.М.Клещева, А.Ф.Белянин, В.Д.Житковский, М.Ю.Цветков. Трехмерные нанокомпозиты на основе упорядоченных упаковок наносфер кремнезема. Часть 1-3 // Микросистемная техника. 2004. № 6, С.3-7. № 7, С.2-11. № 8, С.9-17.
  2. В.С.Урусов, Л.В.Шванская, А.Ю.Бычков, А.В.Мохов, Е.А.Лабутова. Микроструктуры отложений кремнезема из термальных источников Камчатки // Доклады АН. 2008. Т. 418. № 2. С.262-266.
  3. F.Inagaki, Y.Motomura, S.Ogata. Microbial silica deposition in geothermal hot waters. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2003. V. 60. P.605-611.
  4. M.I.Samoilovich, N.S.Sergeeva, A.F.Belyanin, I.K.Sviridova, V.D.Zhitkovskiy. Peculiarities of interection of opal matrices based on cubic packings of SiO2 nanospheres with cellular structures // Stem cells: policy, research and innovations. European Union - Russian Federation perspectives. British-Russian Workshop in association with the European commission. 2007. Moscow: British council. P.33-35.
  5. Багдасарян А.С., Багдасарян С.А., Белянин А.Ф., Кащенко О.В., Павлюкова Е.Р. Информационные технологии для реализации пациент-ориентированного подхода в системе управления лечебно-диагностическим процессом у больных артериальной гипертензией Доклад на VI Междисциплинарном конгрессе по заболеваниям органов головы и шеи. НМИЦ Нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко. г. Москва, 17 мая 2018
  6. Багдасарян А.С., Багдасарян С.А. Информационные технологии с использованием радиомониторинга в общей врачебной практике / Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. 2018. Т. 18. № 3. С. 521-525.
  7. Багдасарян А.С., Гуляев Ю.В., Каляев И.А., Багдасарян С.А., Коробкин В.В. Интеллектуальные устройства на ПАВ для атомной энергетики: новые разработки и достижения / В сборнике: «Альтернативная и интеллектуальная энергетика». Материалы Международной научно-практической конференции. Воронеж, 6-8 декабря 2018 г. Воронеж, Воронежский государственный технический университет, 2018. С. 60-62. URL http://aie.cchgeu.ru/upload/staff/upr-nauki-i-innov/konf-aie/Материалы%20международной%20научно-практической%20конференции%20Альтернативная%20и%20интеллектуальная%20энергетика.pdf
  8. А.С.Багдасарян, В.В. Бутенко. Тeлeкoммуникaциoннaя срeдa в эпoxу инфoрмaциoннoгo oбщecтвa: Интeллeктуaльныe уcтрoйcтвa и мaтериaлы функционaльнoй элeктрoники. «II Международная научно-техническая и научно-методическая конференция «Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании» (АПИНО 2019) Санкт-Петербург, 27 - 28 февраля 2019 г. URL https://niir.ru/wp-content/uploads/2019/02/Cтатья-БутенкоБагдасарян.pdf
  9. А.С.Багдасарян, С.А.Багдасарян, А.Ф.Белянин, О.В.Кащенко, Е.Р.Павлюкова Интеллектуальные ПАВ-устройства: новые возможности ориентированного подхода в общей врачебной практике. Предлагаемые методы и подходы. «Информатика и технологии. Инновационные технологии в промышленности и информатике»(«РНТК ФТИ - 2019»). Москва, 11 - 12 апреля 2019 г. Физико-технологический институт МИРЭА. URL https://niir.ru/wp-content/uploads/2019/04/ББСБ-Пленарный-доклад.pdf