Отзыв официального оппонента д.ф.-м.н.Баграташвили В.Н. (1097908)
Текст из файла
Отзыв официального оппонента на диссертацию РОЧЕВА Юрия Алексеевича "ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ПОКРЫТИЯ И МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ КЛЕТОЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ДОСТАВКИ ЛЕКАРСТВ", представленную на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальностям 03.01.02 — ((Биофизика», 03.01.08 — ((Биоинженерия» Вызовы современной медицины, фармации и биоинженерии потребовали разработки и создания широкого класса новых искусственных биоматериалов.
Среди них особую важность представляют материалы, которые обладают физико-химическими и био-химическими свойствами, хорошо настраиваемыми путем изменения состояния внешней среды или внешними физическими воздействиями. Большой интерес эти адаптивные материалы (в первую очередь - полимеры) представляют для таких прорывных областей как тканевая инженерия 1создание адаптивных матриц-носителей клеток) и лекарственные формы адресного и пролонгированного действия.
В связи с этим весьма актуальной является представленная диссертационная работа Рочева Ю.А., посвященная разработке нового класса "адаптивных" биосовместимых термочувствительных полимерных покрытий на основе полимеров с нижней критической температурой растворимости 1НКТР) и направленная на решение следующих основных задач: разработка и создание тонких 110 нм -1О нм) термочувствительных покрытий с НТКР в диапазоне 5 — 36 'С, определение их ключевых физико-химических характеристик; определение закономерностей роста, открепления клеток и клеточных пластов от термочувствительных материалов в зависимости от свойств полимеров; определение закономерностей бесферментного снятия клеток, роста и дифференцировки мезенхимальных стволовых клеток: экспериментальное и теоретическое исследование кинетики выхода лекарств из термочувствительных покрытий; разработка устройства для стимуляции выхода лекарств из термочувствительных полимерных покрытий.
Работа явно сфокусирована на использование новых адаптивных полимеров в клеточных технологиях (в частности, для получения изолированных клеток и клеточных пластов без применения протеолнтических ферментов или каких-либо других биохимических агентов) а также - для локальной управляемой термо-контролируемой доставки лекарств. Диссертационная работа Рочева Ю.А. состоит из Введения, 4х глав, выводов и списка цитируемой литературы. Во Введении к работе представлена общая характеристика работы, обоснована актуальность исследований, сформулированы цели и задачи работы, изложена новизна полученных результатов и дана информация об апробации основных результатов работы.
В Главе 1 разработаны методы получения термочувствительных поверхностей с малой шероховатостью (ВМЯЛО нм), заданной толщиной в диапазоне 10 нм -1О нм и обладающих модулем 1Онга 3-5 ГПа. Основное внимание уделено трем группам полимеров с НКТР: 1) сополимеры М- изопропилакриламида и 1Ч-трет-бутилакриламида (поли-()ч"-ИГ1ААм-со-М-трет-БААм)), а также сополимеры М- изопропилакриламида и акриламндобензофенона (поли-(1Ч-ИПААм-со- ААБФ; 2) поли-()У-нзопропилакриламнд) (поли-Ф-ИПААм) со среднечисловой молекулярной массой Мп в диапазоне 20-25КД. 3) Сополимеры М-изопропилакриламида н этилпирролидон метакрилата (поли-(М-ИПААмсо-ЕПМ)).
Отмечу, что новый класс гидрофильных сополимеров на основе М- изопропилакриламида и этилпирролидон метакрилата (с НКТР диапазоне 33'С - 36'С), поддерживающие рост клеток и обеспечивающие бесферментнос снятие клеток, впервые получен и охарактеризован в работах автора диссертации. Глава 2 посвящена изложению результатов исследования физико-химических характеристик полученных покрытий. Так, автором охарактеризованы покрытия на основе Х-изопропилакриламида и Х-треш-бутилакриламида с различными молярнымн соотношениями мономеров и с НКТР в диапазоне 9'С - 32'С. Предложены и реализованы интересные методы улучшения питосовместимостн данных покрытий путем увеличения содержания Х-гарет-бутилакрнламида, а также применения факторов адгезии таких как коллаген, ламинин, фибронектин и поли-1,- лизин.
Установлено, что применение метода центрнфугирования для нанесения покрытий позволяет получать термочувствительные поверхности на основе Х-изопропилакриламида с краевым углом натекания близким к 50 град, которые поддерживают клеточную пролиферацию н обеспечивают бесферментное открепление клеток. Экспериментально показано, что наиболее значимый полимер с НКТР (поли- У-изопропилакриламид) может быть успешно использован при работах с культурами клеток без какой-либо химической модификации. В главе 3 автором исследовано взаимодействие клеточных культур с полученными термочувствительными покрытиями. Выявлен тот интересный факт, что рост клеток на термочувствительных идрогелях на основе 1Ч-изопропилакриламида и акриламидобензофенона ковалентно связанных с подлежащим субстратом, зависит от толщины покрытий.
Показано, что исключительно ультратонкие покрытия толщиной около 10 им обеспечивают рост клеток и бес ферм ситное открепление клеток и обсуждается механизм такого эффекта.. Предложенные в работе методы бесферментного открепления клеток апробированы на 12-тн типах клеточных культур, включая линии мышиных фибробластов фибробласты Е929, фибробласты почек сирийского хомячка ВНК вЂ” 21, эпителиальные клетки почек зеленой мартышки Чего и НЕр-2 (карцинома гортани), фибробласты ЗТЗ, эпителиальных клеток Не?.а, а также первичные эндотелиальные клетки вены пупочного канатика 1НЕЧЕС) и мезенхимальные стволовые клетки человека (МСК).
Автором обнаружено, что скорость бесферментного открепления клеток уменьшается с ростом гидрофобностн покрытий. Кроме того, показано, что факторы адгезии клеток специфично уменьшают скорость открепления клеток. Автором также убедительно показано. что при пролонгированном культивировании на подложке из Х- изопропилакриламида мезенхимальные стволовые клетки (МСК) человека не меняют свой фенотнп и сохраняют плюропотентность. При соответствующей индукции дифференцировки МСК, культивируемые на полученных в работе термочувствительных покрытиях, дифференцируются в адипоциты, хондроциты и остеоциты. Глава 4 диссертационной работы направлена на решение проблемы доставки лекарств из термочувствнтельных покрьпий на основе гидрогелей из полн-~Х-ИПААм-со- ААБФ).
Здесь представлена новая математическая модель доставки лекарств из термо- чувствительных гидрогелей, описывающая выход лекарства при циклическом изменении температуры. Модель экспериментально апробирована при исследовании кинетики выхода родамина В из термочувствительных гидрогелей на основе И- нзопропилакриламида и акриламидобензофенона при различных температурах.
Показано хорошее соответствие экспериментальных данных предложенной математической модели. Для реализации метода терморегулируемой доставки лекарств с использованием термочувствительных полимеров в работе предложено и разработано устройство для доставки лекарств из полимеров с нижней критической температурой растворимости на базе элемента Пельтье. Устройство позволяет управлять кинетикой выхода лекарств путем изменения температуры полимера.
Переходя к оценке работы Рочева Ю.А., необходимо отметить ряд ее безусловных достоинств. При очевидной много-дисциплинарности работы 1биофизика, био-инженерия, науки о материалах, клеточная биология, био-химия,) в каждой из отдельных дисциплин автор демонстрирует хорошее знание и понимание "горячих точек"„высокий профессиональный уровень, хорошее владение современными методами исследований. Автор не ограничился чисто экспериментальными исследованиями, но и представил адекватную теоретическую модель кинетики выхода лекарств из термочувствительиых полимеров, а с друтой стороны - разработал практичное устройство для доставки лекарств из полимеров.
Отмечу также, что при всем многообразии решаемых в работе задач, она выглядит вполне цельной, достоверность полученных результатов не вызывает сомнений, а сделанные выводы представляются весьма убедительными. Результаты, полученные в работе, безусловно, являются новыми. Среди них особо отмечу следующие: - получение ряда новых термочувствительных покрытий для роста клеточных культур и бесферментного открепления клеток и клеточных слоев; синтез и характеризация сополимеров на основе Х-изопропилакриламида и этилпирролидон метакрилата с температурами перехода близким к 37 'С; выявление закономерностей и кинетики открепления клеток в зависимости от смачнваемости термочувствительных покрытий и факторов клеточной адгезии; - надежное доказательство того важного факта, что мсзенхимальные стволовые клетки, культивируемые на гомополимере Х-изопропилакриламида, сохраняют плюропотентность и способность к дифференцировке; разработка эффективного устройства на основе элементов Пельтье для доставки лекарств из полимеров с НКТР.
Отмечу еще одно важное достоинство этой работы, выполненной в последнее двадцатилетие. В этот период исследования в областях тканевой инженерии и лекарственных форм адресного и пролонгированного действия фактически начали особенно интенсивно развиваться во многих лабораториях мира„двигаясь по многим альтернативным направлениям. Целый ряд таких направлений оказался в дальнейшем тупиковым. Автору же удалось почувствовать важность и перспективность термочувствительных полимеров для указанных областей и последовательно провести весь необходимый цикл исследований от разработки и комплексной характеризации полимерных покрытий, до серьезных клеточных исследований и создания необходимой аппаратуры. Работа легко читается, хорошо оформлена и структурирована.
Автор внес определяющий вклад в выполнение этой работы. По результатам работы автором представлен впечатляющий перечень публикаций. К работе имею следующие замечания: 1. В работе для оценки динамики клеточных популяций используются два основных метода: определение общего количества ДНК (метод Р1сойгееп) и оценка метаболической активности клеток (метод А1агпаг В!пе).
Данные полученные на основе этих методов, в целом, демонстрируют хорошую корреляцию, но в некоторых случаях, например, для первичных эндотелиальных клеток человека Н()ЧЕС (Рис. 3.1.11) корреляция не прослеживается. Почему? 2. Для бесферментного открепления клеточных культур температура образцов может находится в широком диапазоне температур, но строго ниже нижней критической температуры растворимости (НКТР).
В работе же температура „при которой открепляются клетки, составлеет 4 С. Целесообразно разъяснить выбор данной температуры. 3. В работе приден детальный анализ краевых углов смачиваемости для многих термочувствительных поверхностей. Однако, автор не всегда четко определяет какой именно из краевых углов исследуется в конкретном эксперименте. Натекания, оттекання или залипания «з11ск».
Об это можно догадаться лишь нз контекста. Отмеченные замечания являются второстепенными и не сказываются на общей исключительно высокой оценке диссертации Рочева Ю.А. Она является ценным, законченным, оригинальным научным исследованием, выполненным в актуальной области науки с применением современных методов исследования, и имеет высокую научную и практическую значимость. Все выводы хорошо теоретически и экспериментально обоснованы, полученные результаты несомненно обладают научной новизной, а их достоверность не вызывает сомнений. Таким образом, работа, безусловно, удовлетворяет всем требованиям ВАК к докторским диссертациям, а ее автор, Рочев Юрий Алексеевич заслуживает присуждения ему ученой степени доктора физико- математических наук по специальности 03.01.02 — «Биофизика», 03.01.08 «Биоинженерня».
Автореферат дает адекватное и достаточно полное представление о содержании диссертации. Заведующий отделом лазерной атомно-молекулярной технологии ФГБУН Институт проблем лазерных н информационных технологий РАН, доктор физ.-мат, наук, профессор /' „~~ В.Н. Баграташвили -'л", l.~ . '.,', РГ'.
Г-~Ю Почтовый адрес: Россия, 142092, г, Троицк Московской обл., ул. Пионерская, 2. Эл. Почта; ис1ог,Ьа га1азйч11Й ша1!,согп Подпись В.Н. Баграташвили заверя Ученый секретарь ИПЛИТ РАН доктор физ-мат. наук, профессор, ф Лебедев .~~ $ .
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
