350 rub
Journal Biomedical Radioelectronics №2 for 2013 г.
Article in number:
Acoustic and EHF impact on bone marrow stromal stem cells in vitro
Keywords: multipotent mesenchymal stromal cells stem cells EHF radiation laser radiation acoustic pulse laser-induced hydrodynamics combined action
Authors:
R.K. Chailakhyan, V.I. Yusupov, A.P. Sviridov, Y.V. Gerasimov, A.Сh. Tambiev, N.N. Vorobieva, A.I. Kuralesova, I.L. Moskvina, and V.N. Bagratashvili
Abstract:
Purpose - to study the proliferative activity of artificially suppressed human and rabbit multipotent mesenchymal stromal cells (MMSC) after exposure of extremely high frequency (EHF ) radiation and specific acoustic pulses (AP), as well as after combine impact of AP and EHF at various sequence of physical actions . Materials and methods. We have tested MMSC of human and rabbit bone marrow in state "suppressed". Suppression of cells was realized by reduction to 3 % level of cow embryo serum concentration in a nutrient medium of cultivated cells, when normal concentration is 20 %. EHF radiation with wavelength 7.1 mm, power intensity 5 mW/cm2 and specific acoustic impulses were used. The AP simulator intended for impact on cellular cultures and biotissues is developed. AP was identically to specific acoustic impulses generated during laser formation of canals in calf shinbone (AP LIG) at laser radiation with wavelength 0.97 µm and power 5 W. Results. It is shown, that applied acoustics impulses, as well as their combination with EHF stimulate the increase of proliferation activity of "suppressed" human MMSC up to 40-80 % with significance level at least p<0,05. But no cumulative effects of the combined actions were revealed. Proliferative activity of "suppressed" rabbit MMSC was not affected statistically significant under similar impacts.
Pages: 36-42
References
  1. Чайлахян Р.К., Герасимов Ю.В., Лациник Н.В., Куралесова А.И., Грошева А.Г., Чайлахян М.Р., Генкина Е.Н. Морфофункциональные характеристики отдельных клонов мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток // Альманах института хирургии им. А.В. Вишневского. 2008. Т. 3. № 2. С. 118 - 119.
  2. Осепян И.А., Чайлахян Р.К., Гарибян Э.С., Айвазян В.П. Лечение несросшихся переломов, ложных суставов и дефектов длинных трубчатых костей трансплантацией костномозговых фибробластов, выращенных in vitro и имплантированных в АГМ // Ортопедия, травматология и протезировние. 1987. Т.9. С. 96 - 98.
  3. Чайлахян Р.К., Герасимов Ю.В. Стволовые стромальные клетки костного мозга: экспериментальные исследования и применение в клинике // Медицинская иммунология. 2004. Т.6.  № 3 - 5. С. 201 - 205.
  4. Чайлахян Р.К., Клюквин И.Ю., Титов Р.С., Чайлахян М.Р., Герасимов Ю.В. Тканевая инженерия в восстановлении повреждений сухожильно-связочного аппарата // V Всеросс. симпозиум с междунар. участием «Актуальные вопросы тканевой и клеточной трансплантологии». Уфа . 2012. С. 313 - 315.
  5. Чайлахян Р.К., Юсупов В.И., Герасимов Ю.В., Соболев П.А., Тамбиев А.Х., Воробьева Н.Н., Свиридов А.П., Баграташвили В.Н. Влияние гидродинамических процессов и низкоинтенсивного излучения с длинами волн 0,63 мкм и 7,1 мм на пролиферативную активность стволовых клеток стромы костного мозга in vinro // Биомедицина. 2011. № 2. С. 24 - 29.
  6. Eduardo Fde P, Bueno DF, de Freitas PM et al.Stemcellproliferationunderlow-intensitylaserirradiation: apreliminarystudy. Lasers Surg Med. 2008.V. 40. №6. P. 433-438.
  7. Tuby H., Maltz L., Oron U.  Low-level laser irradiation (LLLI) promotes proliferation of mesenchymal and cardiac stem cells in culture // Lasers Surg Med. 2007. V. 39. P. 373-378
  8. Lipovsky A., Oron U., Gedanken A., Lubar R. Low-level visible light (LLVL) irradiation promotes proliferation of mesenchymal stem cells // Lasers Med. Sci. Опубликовано on line 25 сентября 2012. 
  9. Peng F, Wu H, Zheng Y, Xu X, Yu J. The effect of noncoherent red light irradiation on proliferation and osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells // Lasers Med Sci. 2012.
    V. 27. № 3. C.645 - 653.
  10. Чайлахян Р.К., Юсупов В.И., Герасимов Ю.В., Тамбиев А.Х., Воробьёва Н.Н., Свиридов А.П., Соболев П.А., Баграташвили В.Н.Действие электромагнитных излучений и гидродинамических процессов на стволовые клетки стромыкостного мозга». Сб. материалов // ТКМФ5. Троицк. 2012. Москва. Т.1. С.223 - 225.
  11. Тамбиев А.Х., Баграташвили В.Н., Герасимов Ю.В., Свиридов А.П., Чайлахян Р.К. Влияние КВЧ-излучения низкой интенсивности на пролиферацию invitro мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток костного мозга //  Труды XVI междунар. конф. «Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии» г. Гурзуф. Крым. Украина. 30 мая  - 9 июня 2008 г. С.59.
  12. Баграташвили В.Н., Чайлахян Р.К., Герасимов Ю.В., Свиридов А.П., Кондюрин А.В., Тамбиев А.Х.  Влияние лазерного и электромагнитного излучения на физиологическую активность стволовых клеток стромы костного мозга // Труды XVIII Междунар. конф. и дискуссионного научного клуба «Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии». 2010. Т. 1. С. 51 - 52.
  13. Чайлахян Р.К., Герасимов Ю.В., Свиридов А.П., Кондюрин А.В., Тамбиев А.Х., Баграташвили В.Н. Действие ИК лазерного излучения на мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки крыс in vivo // Российский иммунологический журнал. 2009. Т.3(12). № 3 - 4. С. 333 - 337.
  14. Чудновский В., Буланов В., Юсупов В.. Лазерное индуцирование акустогидродинамических эффек­тов в хирургии // Фотоника. 2010. № 1. С. 30 - 36.
  15. Крочек И.В., Привалов В.А., Лаппа А.В., и др. Лазерная остеоперфорация в лечении острого и хронического остеомиелита: Метод. рекомендации. Челябинск: ЧГМА.
    ЧГУ. 2004.
  16. Чудновский В.М., Буланов В.А., Юсупов В.И., Корсков И.В., Косарева О.В., Тимошенко В.С. Экспериментальное обоснование лазерного пункционного лечения остеохондроза позвоночника // Лазерная медицина. 2010. Т.14. В.1. С. 30 - 34.
  17. Патент № 2321373 (РФ). Метод лазерного интервенционного воздействия при остеохондрозе //В.М. Чудновский, В.И.  Юсупов.
  18. Сандлер Б.И., Суляндзига Л.Н., Чудновский В.М. и др. Перспективы лечения дискогенных компрессионных форм пояснично-крестцовых радикулитов с помощью пункционных неэндоскопических лазерных операций. Владивосток: Дальнаука. 2004.
  19. Yusupov V.I., Chudnovskii V.M., Bagratashvili V.N.Laser-Induced Hydrodynamics in Water-Saturated Biotissues. 1. Generation of Bubbles in Liquid // Laser Physics. 2010. V. 20. № 7. P. 1641 - 1647.
  20. Yusupov V.I., Chudnovskii V.M., Bagratashvili V.N. Laser -induced hydrodynamics in water and biotissues nearby optical fiber tip // in Hydrodynamics. Book3 ed. Harry Edmar Schulz. 2011. P. 95 - 118.
  21. Баграташвили В.Н., Соболь Э.Н., Шехтер А. Лазерная инженерия хрящей. М.: Физматлит. 2006. 488 с.
  22. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н,. Бецкий О.В., Гуляев Ю.В. Миллиметровые волны и фотосинтезирующие организмы. М.: Радиотехника. 2003. 175 с.
  23. Буйлин В.А., Москвин С.В., Гулиев С.Г. Анализ возможностей сочетанного применения КВЧ и лазерного излучений в медицине // http://milta-f.ru/mil/ articles/general_terapy/analyz/
  24. Комарова Л.А., Терентьева Л.А., Егорова Г.И. Сочетанные методы физиотерапии. Рига: Зинатне. 1986. 175 с.
  25. Тамбиев А.Х. Взаимодействие миллиметровых волн с фотосинтезирующими организмами, в том числе с объектами фотобиотехнологии // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2007. № 2 - 4. С.140 - 156.
  26. Janmey PA, McCulloch CA. Cell mechanics: integrating cell responses to mechanical stimuli // Annu Rev Biomed Eng 2007. № 9. P. 1 - 34.
  27. Hou H.W., Lee W.C., Leong M.C., Sonam S., Vedula S.R.K., Lim C.T.Microfluidics for Applications in Cell Mechanics and Mechanobiology // Cellular and Molecular Bioengineering. 2011. V. 4. № 4. P. 591 - 602.
  28. Huang A. H., Farrell M. J., Mauck R. L. Mechanics and mechanobiology of mesenchymal stem cell-based engineered cartilage // Journal of Biomechanics. 2010. № 43. P. 128 - 136.
  29. Кару Т.Й.Клеточные механизмы низкоинтенсивной лазерной терапии // Успехи современной биологии. 2001. Т. 121. № 1. С.110 - 120.
  30. Чайлахян Р.К., Фриденштейн А.Я., Герасимов Ю.В.  Содержание в костном мозге остеогенных клеток-предшественников и их размножение в культуре // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1984. № 1. С. 605 - 608.
  31. Баграташвили В.Н., Чудновский В.М., Юсупов В.И. Лазероиндуцированная гидродинамика как фактор воздействия в восстановительной медицине // Сб. материалов V Троицкая конф. «Медицинская физика и инновации в медицине» (ТКМФ-5). 2012. Троицк: ООО «Тровант». Т.1. С. 199 - 201.
  32. Брилль Г.Е., Будник И.А., Гаспарян Л.В., Савион Н., Варон Д. Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на адгезию и агрегацию тромбоцитов на полистирене при высокой скорости сдвига // Лазерная медицина. 2006. Т. 10, № 1. С. 51 - 54.
  33. Владимиров Ю. А., Г. И. Клебанов и др. Молекулярные и клеточные механизмы действия низкоинтенсивного лазерного излучения // Биофизика. 2004. Т. 49, №2. С. 339 - 350.
  34. Чудновский В.М., Леонова Г.Н., Скопинов С.А., Дроздов А.Л., Юсупов В.И. Биологические модели и физические механизмы лазерной терапии. Владивосток: Дальнаука. 2002. 157 с.
  35. Karu T. Ten lectures on Basic Science of laser phototherapy. Grängesberg. Prima Book. 2007. 414 p.