АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

БИОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛАГЕН-ЭЛАСТИНОВЫЙ МАТРИКС, ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ.

Табынбаев Н. Б, Абугалиев К. Р, Чиналиев А. М, Хасенов Д.Т.

АО «Национальный научный центр онкологии и трансплантологии»,

г. Астана, Республика Казахстан

Актуальность. Обзор современной научной литературы показывает, что использование в качестве биологического трансплантатов соединительнотканных каркасов (СТК), полученных путем децеллюляризации [[1]] имеет очевидное преимущество перед искусственно созданными покрытиями. В процессе создания идеального тканеинженерного покрытия необходимо максимально полно удалить клетки исходного донорского материала, с минимальными нарушением структурной и пространственной целостности СТК. Удаление клеток донора, а также частей разрушенных клеточных стенок приводит к существенному снижению иммуногенности имплантата, риска постимплатационного воспаления, некробиоза и других дегенеративных процессов, запускаемых иммунной системой реципиента. Компоненты СТК - это в основном коллаген и эластин не имеющие видоспецифичности и идентичны у большинства млекопитающих.

При правильно проведённой децелюляризации органов и ткани другого человека или животного сохраняется структурный состав целой ткани, который может стать ценным пластическим биоматериалом при хирургическом лечений. Мировой опыт имеет перспективный опыт по децеллюляризации сердечных клапанов, кровеносных сосудов, кожи, мочевого пузыря, нервов, трахеи [[2], [3], [4], [5], [6], [7]]. Уже сейчас некоторые обесклеточные ткани используются в практической работе хирургов (таблица 1).

Таблица 1. Список некоторых обесклеточенных аллогенных и ксеногенных тканей

Как видно из таблицы в мире продолжаются активные научные исследования по совершенствованию получения обесклеточенных биологических СТК для использования для реконструктивной хирургии и тканевой инженерии.

Недостатком этих повязок является высокая себестоимость, ограниченность в количестве получения биологического материала, невозможность использования больших партии повязок при лечении обширных ран или ожогов. Поэтому актуальным остаётся поиск новых природных повязок, отличающихся низкой себестоимостью и доступностью.

Цель. Оценить результаты и перспективы применения биологической коллаген-эластиновой матрицы при лечении хирургических заболеваний.

Материалы и методы. В рамках выполнения научно-технической программы МОН РК на 2012 – 2014 годы (ГРНТИ0112РК02168) нами для получения СТК использована ткань крупного рогатого скота (коров).

Децелюляризация проводилась на листах ткани размером 15 х 10 см. Указанный размер выбран потому, что в перспективе планируется использовать его для дальнейшей клинической работы. Для получения колаген-эластинового матрицы (КЭМ) из ксеногенной ткани использовали детергент-ферментативную методику, предложенную ранее Мизаном и коллегами [[8], [9]].

В работе были использованы гистохимические, цитологические, гистологические, микроскопические, электронномикроскопические, спектрометрические (атомно-абсорбционная спектрометрия), биотехнологические, бактериологические методы исследования.

Доклинические опыты проводились на 40 крысах Вистар. Животным в зависимости от применяемого покрытия моделировали различные раны площадью от 5 до 40 % общей поверхности тела. Экспериментальные исследования проводились в двух направлениях. Первое направление – как применение раневого покрытия в сравнении с традиционным методом лечения влияет на выживаемость при обширных ранах. Второе направление – определение сроков регенерации при применении различных вариантов КЭМ в сравнении с обычным местным методом лечения. Клинические исследования проведены на 80 пациентах с термическими ожогами и трофическими язвами.

Результаты. Гистоморфологическое изучение тонких срезов интактной ксеногенной ткани показало наличие решетчатого коллагеново-эластинового слоя с лимфатическими и кровеносными капиллярами. Среди коллагеновых и эластиновых волокон видны ядра клеток, окрашенные гематоксилином. После первого цикла децеллюлиризации, большинство клеток были лизированы и вымыты из коллаген-эластинового слоя. Несмотря, что клетки, находящиеся в кровеносных капиллярах и сосудах были разрушены, ДНК вышедшая из ядер этих клеток до сих пор оставалась в структуре ткани. Однако после второго и третьего цикла обработки все ядерное содержимое клеток было полностью удалены из коллаген-эластинового слоя. Результаты трансмиссионной электронной микроскопии показали, что в структуре ткани отсутствуют клетки, остаётся лишь каркас из коллагена и эластина. Заметных нарушений в ультраструктуре коллагена после децеллюлиризации не обнаружено.

Проведены эксперименты на крысах, которым наносили обширные раны. Данная рана является критической из-за больших потерь с поверхности раны, нарушения гомеостаза, нарушения водно-солевого баланса, терморегуляции. Оценка выживаемости показало следующее что, в основной группе (проводилась трансплантация биологической матрицы) смертность составила 10%, в контрольной группе (перевязки с марлевой повязкой) – 60%.

Для оценки клинических результатов трансплантации КЭМ при лечении пациентов с ожогами было проведено изучение двух групп больных. В основной группе применялась трансплантации биологической матрицы. В контрольной группе для местного лечения использовалась марлевая повязка с растворами антисептиков. Результаты лечения показали, что применение разработанной нами биологической матрицы при ожогах улучшает результаты лечения больных. После ксенотрансплантации уменьшается боль, потери через раневую поверхность. Для раны создаётся «влажная среда», что стимулирует регенерацию, улучшает раневую картину, предотвращается высыхание и углубление ран, создаёт благоприятную среду для приживления кожных трансплантатов.

Применение разновидностей биологической матрицы с факторами роста, частицами серебра в группе больных с трофическими язвами привело к достоверному улучшению результатов лечения

По результатам работы получен патент на изобретение №30382 (зарегистрирован в Государственном реестре изобретений Республики Казахстан 19.08.2015г). Разработана технология импрегнирования КЭМ микрочастицами серебра, повидон-йодом. Получены разновидности КЭМ с факторами роста.

Заключение. Таким образом, в республике Казахстан разработана биологическая обесклеточенная матрица. Применение повязки в качестве биологического покрытия для временного замещения утраченного кожного покрова дало хорошие клинические результаты. Далее необходимо проводить работы по коммерциализации технологии и производства отечественных биологических повязок. Так же необходимо продолжить исследовательскую работу по использованию биологической матрицы для замещения дефектов передней брюшной стенки, мочевого пузыря, уретры, нефропексии, замещению дефектов твёрдой мозговой оболочки.

Использованная литература

[1] Gilbert T.W, Sellaro T.L, Badylak S.F. Decellularization of tissues and organs // Biomaterials. 2006. - Vol. 27. – P. 3675-83.

[2] Badylak S.F, Weiss D.J, Caplan A, Macchiarini P. Engineered whole organs and complex tissues. // Lancet. – 2012. – Vol. 379, № 9819. – Р. 943-52.

[3] Baiguera S, Jungebluth P, Burns A, Mavilia C, Haag J, De Coppi P, Macchiarini P. Tissue engineered human tracheas for in vivo implantation. // Biomaterials. – 2010. – Vol. 31. – P. 8931-8.

[4] Honge J.L, Funder J.A, Pedersen T.B, Kronborg M.B, Hasenkam J.M. Degenerative processes in bioprosthetic mitral valves in juvenile pigs // J Cardiothorac Surg. – 2011. – Vol. 6. – P. 72

[5] Courtman D.W, Pereira C.A, B. Kashef, J. The development of pericardial acellular matrix biomaterial: biochemical and mechanical influences cell production//J Biomed Mater Res, 28 (1994), pp 655-666

[6] Farhat W.A, Chen J, Haig J, Antoon R, Litman J, Sherman C, Derwin K, Yeger H. Porcine bladder acellular matrix (ACM): protein expression, mechanical properties. Biomed Mater, 3 (2008), p. 025015

[7] CE Dumont, B. R. Hentz. Increased growth of the axon nerve graft extracted with detergent. Transplantation, 63 (1997), pp 1210-1215

[8] Meezan E. A. Simple, versatile, non disruptive method for the isolation of morphologically and chemically pure basement membranes from several tissues / J.T. Hjelle, K. Brendel, E.C. Carlson // Life Sci. - 1975.-V.17.- P.1721-32.

[9] Baiguera S. Tissue engineered human tracheas for in vivo implantation / P. Jungebluth, A. Burns, C. Maviliaetal // Biomaterials. - 2010. – V.31- № 34 – Р.8931

Дата добавления: 2016-06-05 | Просмотры: 485 | Нарушение авторских прав