Investigation of the micro- and nano-structure of liver cells cultured on biodegradable silk fibroin-based scaffolds using scanning probe optical nanotomography

Abstract

Цель. Провести анализ трехмерной микро- и наноструктуры и количественных морфологических параметров клеток печени, культивированных на биодеградируемых скаффолдах в виде пленок на основе фиброина шелка. Материалы и методы. Для исследования, были получены образцы биодеградируемых скаффолдов на основе фиброина шелка с культивированными клетками печени крысы породы Wistar. Изучение трехмерной структуры клеток печени, культивированных на скаффолдах, было выполнено методом сканирующей зондовой оптической нанотомографии при помощи экспериментальной установки, объединяющей ультрамикротом и сканирующий зондовый микроскоп в корреляции с флуоресцентной микроскопией. Результаты. Получены наномасштабные изображения и трехмерные нанотомографические реконструкции участков клеток печени крысы, культивированных на скаффолде. Определены морфологические параметры клеток печени: средняя шероховатость, удельная эффективная площадь. Установлено, что средняя шероховатость поверхности клеток печени Ra составляет 124,8 ± 8,2 нм, в то время как эффективная площадь поверхности σ составляет 1,13 ± 0,02. Анализ объемного распределения липидных капель показал, что они занимают 28% объема клетки. Выводы. Полученные в результате исследования данные демонстрируют, что технология сканирующей зондовой оптической нанотомографии позволяет успешно анализировать наноструктуру и определять количественные характеристики наноморфологии клеток печени, культивированных на биодеградируемых скаффолдах.