26.01.2024 г.
В лаборатории акустической микроскопии Института биохимической физики им Н. М. Эмануэля Российской академии наук (ИБХФ РАН) совместно с коллегами из Института синтетических полимерных материалов Российской академии наук (ИСПМ РАН) и Центром робототехники Московского государственного технического университета имени Баумана с применением нового подхода ультразвуковой визуализации высокого разрешения были изучены особенности деградации полимеров PLGA (Poly(D,L-lactide-co-glycolide)) in vivo.
Авторы работы модифицировали высокочастотный акустический микроскоп для неинвазивных прижизненных исследований мелких лабораторных животных. Экспериментальная установка включает: нагревательный столик с системой позиционирования мышей, воздушную систему анестезии и миниатюрную кювету с водой для подведения акустической линзы к месту сканирования. Высокочастотные сфокусированные пучки позволяют изучать и визуализировать объемную микроанатомическую структуру имплантируемого полимера и окружающих его тканей с разрешением несколько десятков микрон.
Экспериментальное оборудование было проверено на быстро деградируемых пластинках полимера PLGA. На основе ультразвуковых исследований совместно с данными о молекулярном весе были визуализированы и описаны процессы трансформации внутренней микроструктуры и упругих характеристик полимеров в течение шести недель после имплантации. Раз в неделю результаты исследований in vivo анализировали в сравнении с результатами исследований in vitro. В результате исследований обнаружена асинхронность изменения объемной микроструктуры и упругих свойств полимера при деградации in vitro и in vivo. Процесс деградации имплантированных пластинок PLGA шел с запаздыванием на две недели по сравнению с in vitro данными. Скорость гидролиза напрямую связана с количеством жидкости, адсорбированной полимером. В модельной среде образцы находились в прямом контакте с водой, а имплантированные полимеры имели ограниченный доступ к жидкости. Ввиду формирования фиброзной капсулы двухнедельный временной сдвиг деградации объемной микроструктуры и упругих свойств полимера PLGA сохранялся до конца эксперимента.
Результаты исследования опубликованы в журнале European Polymer Journal (IF = 6)
Подробности от с.н.с. лаборатории акустической микроскопии ИБХФ РАН, к.ф.-м.н. Морокова Егора, - в статье «Звук, который видит» издания «Коммерсантъ» («Ъ-Наука»).
E. Morokov, N. Yabbarov, N. Sedush, A. Bogachenkov, A. Malykhin, V. Demina, P. Azarkevich, E. Nikolskaya, M. Chirkina, M. Sokol. Observation of discrepancy between the degradation of polymer scaffolds in vitro and in vivo according to high-resolution ultrasound technique. European Polymer Journal, 195, 2023,112248. DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2023.112248.
На рисунке: экспериментальная установка - акустический микроскоп для in vivo исследований; ультразвуковые изображения образца PLGA in vivo (XZ-сканы отображают структуру в вертикальном поперечном сечении: дерма, имплантированная полимерная пластинка, окруженная фиброзной капсулой, поры и полости, образованные в полимере, и кровеносные сосуды).
