Preview

Трансляционная медицина

Расширенный поиск

Ускорение биодеградации полимера на основе коллагена после адсорбции мезенхимальных мультипотентных стромальных клеток в эксперименте

https://doi.org/10.18705/2311-4495-2019-6-5-55-67

Полный текст:

Аннотация

Актуальность. В научной литературе явно недостаточно данных о взаимодействии коллагеновых материалов с живым организмом и о влиянии на этот процесс мультипотентных стромальных клеток (МСК). Имеются противоречия о деградации коллагена и развитии реакций инородного тела. Однако без учета таких результатов невозможно оценивать сроки полного лизиса подобных материалов, разрабатывать эффективные методы профилактики и лечения развивающихся осложнений. Цель. Изучить особенности деградации материала на основе коллагена при его имплантации с адсорбированными аутологичными мезенхимальными МСК костномозгового происхождения (АММСККП) в эксперименте. Материалы и методы. Методом световой микроскопии изучали в разные сроки состояние тканей вокруг имплантированной коллагеновой мембраны с адсорбированными АММСККП. Результаты. Численность сосудов и клеточных элементов в имплантированной без АММСККП коллагенового материала нарастает до 3 недели и остается на этом уровне до окончания наблюдения. Отличительными особенностями применения коллагеновой мембраны с адсорбированными АММСККП являются усиление васкуляризации и клеточной инфильтрации материала в первые 2 недели после операции. Такой эффект в дальнейшем приводит к более быстрой деградации всего имплантированного коллагена, в том числе и более плотных его участков, но не предотвращает образования многоядерных макрофагов со слившейся цитоплазмой. Заключение. В результате более выраженной васкуляризации и клеточной инфильтрации, причиной которых являются адсорбированные на поверхности коллагенового материала АММСККП, к 4 неделе весь имплантат разрушается и абсорбируется, а на его месте формируется плотная волокнистая соединительная ткань. Для внедрения в организм следует выбирать наиболее однородные коллагеновые материалы без отличающихся по плотности участков, так как медленно деградирующие фрагменты могут явиться причиной развития гранулематозного воспаления и неудачи самой процедуры имплантации.

Об авторах

И. В. Майбородин
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук
Россия
Майбородин Игорь Валентинович, д.м.н., профессор, главный научный сотрудник лаборатории технологий управления здоровьем


С. В. Хоменюк
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук
Россия
Хоменюк Сергей Владимирович, младший научный сотрудник лаборатории технологий управления здоровьем


Т. В. Михеева
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук
Россия
Михеева Татьяна Владимировна, к.м.н., докторант лаборатории технологий управления здоровьем


Г. Ю. Ярин
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Я. Л. Цивьяна» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия
Ярин Геннадий Юрьевич, к.м.н., ведущий научный сотрудник отдела нейровертебрологии


В. И. Майбородина
Институт молекулярной патологии и патоморфологии Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины»
Россия
Майбородина Виталина Игоревна, д.м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории ультраструктурных основ патологии


И. А. Вильгельми
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Я. Л. Цивьяна» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия
Вильгельми Инна Александровна, младший научный сотрудник отдела нейровертебрологии


А. И. Шевела
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук
Россия
Шевела Андрей Иванович, д.м.н., профессор, заслуженный врач России, заведующий отделом «Центр новых медицинских технологий»


Список литературы

1. Dunn MG, Avasarala PN, Zawadsky JP. Optimization of extruded collagen fibers for ACL reconstruction. J Biomed Mater Res. 1993;27(12):1545– 1552.

2. Ma XH, Noishiki Y, Yamane Y et al. Thermal cross-linking for biologically degradable materials. Preliminary report. ASAIO J. 1996;42(5):M866–M871.

3. Ye Q, Harmsen MC, van Luyn MJ et al. The relationship between collagen scaffold cross-linking agents and neutrophils in the foreign body reaction. Biomaterials. 2010;31(35):9192–9201.

4. Ye Q, Xing Q, Ren Y et al. Endo180 and MT1- MMP are involved in the phagocytosis of collagen scaffolds by macrophages and is regulated by interferon-gamma. Eur Cell Mater. 2010;20:197–209.

5. van Amerongen MJ, Harmsen MC, Petersen AH et al. The enzymatic degradation of scaffolds and their replacement by vascularized extracellular matrix in the murine myocardium. Biomaterials. 2006;27(10):2247– 2257.

6. Майбородин И. В., Майбородина Е. И., Якимова Н. В. и др. Абсорбируемый шовный материал в организме. Архив патологии. 2008;70(2):51–53.

7. Kuznetsova IV, Maiborodin IV, Shevela AI et al. Local tissue reaction to implantation of biodegradable suture materials. Bull Exp Bol Med. 2014;157(3):390–394.

8. Ye Q, van Amerongen MJ, Sandham JA et al. Site-specific tissue inhibitor of metalloproteinase-1 governs the matrix metalloproteinases-dependent degradation of crosslinked collagen scaffolds and is correlated with interleukin-10. J Tissue Eng Regen Med. 2011;5(4):264– 274.

9. Aubert L, Dubus M, Rammal H et al. Collagenbased medical device as a stem cell carrier for regenerative medicine. Int J Mol Sci. 2017;18(10). pii: E2210.

10. Nguyen BB, Moriarty RA, Kamalitdinov T et al. Collagen hydrogel scaffold promotes mesenchymal stem cell and endothelial cell coculture for bone tissue engineering. J Biomed Mater Res A. 2017;105(4):1123– 1131.

11. Rodrigues M, Yates CC, Nuschke A et al. The matrikine tenascin-C protects multipotential stromal cells/ mesenchymal stem cells from death cytokines such as FasL. Tissue Eng Part A. 2013;19(17–18):1972–1983.

12. Yates CC, Nuschke A, Rodrigues M et al. Improved transplanted stem cell survival in a polymer gel supplemented with Tenascin C accelerates healing and reduces scarring of murine skin wounds. Cell Transplant. 2017;26(1):103–113.

13. Maiborodin IV, Yakimova NV, Matveyeva VA et al. Angiogenesis in rat uterine cicatrix after injection of autologous bone marrow mesenchymal stem cells. Bull Exp Biol Med. 2011;150(6):756–761.

14. Майбородин И. В., Морозов В. В., Новикова Я. В. и др. Введение мезенхимальных стволовых клеток рядом с тромбированной веной в эксперименте способствует ангиогенезу в грануляциях. Флебология. 2013;7(1):10–16.

15. Майбородин И. В., Шевела А. И., Матвеева В. А. и др. Ангиогенез в грануляционной ткани после имплантации полигидроксиалканоата с мезенхимальными стволовыми клетками. Новости хирургии. 2013;21(2):29–36.

16. Майбородин И. В., Морозов В. В., Аникеев А. А. и др. Макрофагальный ответ у крыс на введение мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток в регион хирургической травмы. Новости хирургии. 2017;25(3):233–241.

17. Майбородин И. В., Михеева Т. В., Кузькин С. А. и др. Уменьшение активности воспалительного процесса после имплантации силикона с адсорбированными мультипотентными стромальными клетками. Трансляционная медицина. 2018;5(6):41–50.

18. Крымский Л. Д., Нестайко Г. В., Рыбалов А. Г. Растровая электронная микроскопия сосудов и крови. М.: Медицина, 1976. с. 166.

19. Волкова О. В., Шахламов В. А., Миронов А. А. Атлас сканирующей электронной микроскопии клеток, тканей и органов. М.: Медицина, 1987. с. 464.

20. Head JR, Seeling LL Jr. Lymphatic vessels in the uterine endometrium of virgin rats. J Reprod Immunol. 1984;6(3):157–166.

21. Patel J, Gudehithlu KP, Dunea G et al. Foreign body-induced granulation tissue is a source of adult stem cells. Transl Res. 2010;155(4):191–199.

22. Han D, Ma Z, Zhang P et al. Muscle derived stem cell contains the potential to enhance long term retention as well as an aesthetic outcome of autologous fat grafting. Med Hypotheses. 2011;76(6):805–808.

23. Jain HV, Moldovan NI, Byrne HM. Modeling stem/progenitor cell-induced neovascularization and oxygenation around solid implants. Tissue Eng Part C Methods. 2012;18(7):487–495.

24. Kim CH, Kim DH, Oh SH et al. Human embryonic stem cell-derived endothelial precursor cell conditioned medium reduces the thickness of the capsule around silicone implants in rats. Ann Plast Surg. 2015;75(3):348–352.

25. Alhag M, Farrell E, Toner M et al. Evaluation of early healing events around mesenchymal stem cell-seeded collagen-glycosaminoglycan scaffold. An experimental study in Wistar rats. Oral Maxillofac Surg. 2011;15(1):31– 39.

26. Rosenzweig M, Connole M, Glickman R et al. Induction of cytotoxic T lymphocyte and antibody responses to enhanced green fluorescent protein following transplantation of transduced CD34(+) hematopoietic cells. Blood. 2001;97(7):1951–1959.

27. Сирак С. В., Слетов А. А., Алимов А. Ш. и др. Клинико-экспериментальное обоснование применения препарата Коллост и биорезорбируемых мембран Диплен-Гам и Пародонкол при удалении ретенированных и дистопированных нижних третьих моляров. Стоматология. 2008;87(2):10–14.


Для цитирования:


Майбородин И.В., Хоменюк С.В., Михеева Т.В., Ярин Г.Ю., Майбородина В.И., Вильгельми И.А., Шевела А.И. Ускорение биодеградации полимера на основе коллагена после адсорбции мезенхимальных мультипотентных стромальных клеток в эксперименте. Трансляционная медицина. 2019;6(5):55-67. https://doi.org/10.18705/2311-4495-2019-6-5-55-67

For citation:


Maiborodin I.V., Khomenyuk S.V., Mikheeva T.V., Yarin G.Yu., Maiborodina V.I., Vilgelmi I.A., Shevela A.I. The acceleration of collagen biodegradation after adsorption of mesenchymal multipotent stromal cells in experiment. Translational Medicine. 2019;6(5):55-67. (In Russ.) https://doi.org/10.18705/2311-4495-2019-6-5-55-67

Просмотров: 131


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2311-4495 (Print)
ISSN 2410-5155 (Online)