Под руководством проф. Б.П. Сандомирского выполняется проект УНТЦ № 4913 "Использование углеродных волокон и наноструктур углерода в клеточной биологии и тканевой инженерии".

Исследовательская группа проекта состоит из ученых отделов экспериментальной криомедицины, биохимии, физиологии клетки, отдела научной информации ИПКиК НАН Украины и ученых Института физики твердого тела Национального научного центра "Харьковский физико-технический институт" (ХФТИ).

Целью данного проекта является разработка биоинженерных конструкций хрящевой ткани на основе мезенхимальных стволовых клеток и углеродных носителей.

Углеродные материалы в виде каталитических осадков углерода различных модификаций получаются и предоставляются учеными из ХФТИ. Ими исследована морфологическая структура волокон методом сканирующей электронной микроскопии. Результаты исследований представлены на рис. 1. Результаты исследований свидетельствуют о трубчатой структуре полученных углеродных волокон.

Рис. 1. Морфологическая структура каталитических осадков углерода, исследованная методами SEM.

В рамках проекта исследуется безвредность/токсичность и биосовместимость микро- и наноструктур углерода in vitro (на культуре клеток человека (МСК) и животных (линия SPEV)) и in vivo (имплантация углеродных материалов под капсулу почки и под фасцию мышцы бедра крыс). Планируется определить параметры роста МСК в двух- и трехмерных матрицах различной архитектоники, сформированных из углеродных микро- и наноматериалов, выяснить эффективность хондрогенной дифференцировки МСК в составе углеродных микро- и наноматериалов, разработать модель биоинженерной конструкции хрящевой ткани на основе МСК и углеродных микро- и наноматериалов и испытать ее эффективность при трансплантации лабораторным животным с модельной патологией хрящевой ткани.

Рис. 2. Адгезия клеток линии SPEV к поверхности углеродного образца, полученного с использованием катализатора FeCl₃x6H₂O на 1 и 5 сут культивирования (фазовый контраст, ув. 200).

Определение метаболической активности клеток линии SPEV при культивировании в присутствии образцов углерода по тесту с индикатором Alamar Blue не обнаружило токсичного действия образцов углерода на данный вид клеток при совместном культивировании.

Исследования возможностей использования углеродных структур в решении задач ортопедии выходят за рамки указанного проекта УНТЦ. В отделе ведутся разработки по применению изолированных хондроцитов и углеродных композитов в аллогенной системе на кроликах.