There has been conducted a comparative analysis of resistance properties of the connective tissue transplant marginal zone with the transplants being modeled by laser radiation and trephine.
It is established that in extrascleral filling the allogeneic biomaterial preserves its structure and contributes to the formation of a reliable scleral buckle.
The qualitative and quantitative histological study of tibial bone regeneration in 12 dogs revealed that transosseous distraction regeneration produced with increased daily automated high frequency rate and in the conditions of preserved ostegenic sources in the bone marrow and periosteum enabled to obtain newly formed supportable a 3-cm height diapheseal portion. The technique seems prospective for using it in bone defect repair and harvesting autografts.
Detailing the mechanisms of osteohistogenesis, discovery of possibilities its induction accompanied by development of osteoplastic materials. A lot of different kinds of osteoplastic materials found clinical application as a result of active research. It is advisable to identify a number of generation’s osteoplastic materials in accordance with the chronology development and biological mechanism of its action.
The results of experiment in wich rabbits formed a defect of a distal metaepiphysis radius, conduct cryotreatment and fill its compact spongy alloplastic. Active restructuring of transplants occurring within the first two or three months after the intervention. Instillation bone defect with liquid nitrogen has no negative effect on reparative regeneration of bone tissue.
The little invasive technique of granulation tissue local foci formation in bone marrow to stimulate reparative processes in the bone involved has been substantiated experimentally and morphologically.
The osteoplastic properties of the mineralized bone matrix obtained by the original technology have been studied in an experimental-and-morphological study.
For the investigation of cornea preserved in vacuum it was exposed to preservation according to F.M. Lazarenko method. This method lets determine histoblastic and organotypic evidences of isolated cornea tissues, the interrelation of recipient organism and transplanted cornea, and also estimate potential possibilities of transplantation material.
We make experiment on 30 rabbits-chinchillas. The blood sampling by a warm puncture was made, last twice centrifuging, as a result received gel, which incorporated in is artificial they created rupture of skipped tendon of a rabbit. For 30 days animals were deduced from experiment then research on comparative strength to characteristics allocated tendons was conducted.
Based on the sponge drainage application from Alloplant biomaterial in case of secondary glaucoma there is formed a multicomponent mechanism of the intraocular fluid outflow. This drainage contributes to the reduction of the risk after postoperative complications and prolonged normalization of ophthalmotonus.
There were shown potentialities and substantiation of Alloplant dispersed biomaterial clinical use in the treatment of glaucoma on the model of corticosteroid glaucoma.
With the subplanar insertion of «Alloplant» biomaterial, the accumulation of the proliferating cell pool in lymph nodes doesn’t take place which proves the absence of the immunogenic effect of the inserted material. Quick restoration of apoptosis normal parameters in lymph nodes testifies to the reparative properties of «Alloplant» biomaterial.
There was conducted an experimental and morphological study of tissues after the implantation of allogeneic and xenogenic transplants. It is revealed that they have a different mechanism of substitution.
The complex investigation of morphologic, physical and mechanical properties of femur bone cortical tissue fragments. It has been found that the bone samples with average volume mass about (1,8-1,9) g/сm3, the contraction strength limit – (165±5) МPа, microhardness – (380±10) МPа, the content about 62% of mineral and 28% of organic phase are the most suitable for implant manufacturing.
The changes in the morphologic and mechanical properties of bone samples during different keeping methods have been investigated. It has been found that the keeping of the bone fragments in polyethylene cover in the air medium under the temperature about -20±2ºС are the best conditions for the purposes of tissue bank.
During the experiment on rats with alloxan diabetes there was studied the transplantation efficacy of the pancreas islet cells in combination with allogeneic biomaterial. A long-term survival of the transplanted islet cell was observed. There was obtained full or partial compensation of diabetes in 86% of the cases (in 24 out of 28 surgeries).
On the experimental model hemophthalmia the authors have demonstrated an activating effect of choroidal revascularization surgery with the use of biomaterial Alloplant on the dynamics of resorption of blood components.
It is shown with the use of morphological and immunohistochemical methods that regeneration processes of muscular tissue after the transplantation of allogeneic biomaterials are carried out on the basis of physiological regeneration mechanisms typical of the specific type of the tissue.
The morphological and immunohistochemical analysis of the results of the experiments with modeling of a number of pathologies as well as the results of the treatment of some degenerative-dystrophic diseases allowed to reveal a universal mechanism of the allogeneic biomaterials effect upon the character of intercellular interactions in the system “cells-stroma”. The biomaterials induce the population being restoration of the resident macrophages is being the main factor in the regulation of the system “cells-stroma” which is manifested in the restoration of the normal structure of tissues.
During the experiment on rabbits it was established by the histological and electron-microscopic methods that cirrhotically changed liver is most fully restored with its resection and use of “regeneration stimulator” allogeneic biomaterial.
During the experiment of Wistar rats it was established that stimulation by allogeneic biomaterial and fetal tissues leads to the activation of hepatic macrophages which resort collagen fibres of the connective tissue in case of the liver cirrhosis. In half a year the structure of the rat liver was being restored.
In the article we have analyzed the role of the anatomical and biophysical factors in the optimization of reparative regeneration in the transplantation of the allogenic biomaterials. We have shown that an adequate functional load, the mobilization of the lymphatic and immune systems, as well as normalization of tissue tension should be regarded as effective mechanisms for the implementation of the recovery processes.
The article outlines the principals of the usage of different types of alloplant biomaterials in correction of defects of dynamic and supporting structures of the facial soft skeleton.
It is executed two series of the experiments devoted to reconstructive surgery of skeletal muscles with use of allografts. It has been proved use of tendinous biomaterial carried out in the depth of the muscle belly creates basis to muscular belly. Application of the combined transplant for completion of the muscular belly defect leads to formation of the skeletal muscle organotypic regenerate.
A sterile medical device is one that is free of viable microorganisms. The purpose of sterilization is to inactivate the microbiological contaminants and thereby transform the non-sterile medical devices into sterile ones.
In experiments on rabbits intensity of regenerative processes in a zone gernioplastyke after application of polypropylen grid impregnated oximetyluracile in a combination to an antibiotic сefotaxim is appreciated. Good results are received.
There is formed a porous tissue resembling a trabecular meshwork of the eye and improving the eye the eye drainage function as a result of the structural transformations on the place of the implanted sponge allodrainage following the antiglaucomatous surgery.
The study of antibacterial activity of Al-phthalocyanine complexes based on polyvinylpyrrolidone, polyethyleneglycol, Triton X-100, sodium dodecylsulfate, cetyltrimethylammonium chloride, nano-sized silica (particle diameter 100 nm) in the presence of ascorbic acid (as a reducing agent) in relation to osteomyelitic clinical strains of Staphylococcus aureus and Escherichia coli was carried out. No growth of pathogenic flora in combination of the Al-phthalocyanine with cetyltrimethylammonium chloride was observed only. However, it was found that the antimicrobial effect has no differences in the presence of complexes of phthalocyanine with Al, Zn and Mg, and it is associated with the activity of the cetyltrimethylammonium chloride. In addition, 3 of 4 strains of Escherichia coli were not sensitive to chloride cetyltrimethylammonium in contrast to strains of Staphylococcus aureus.
The results of long standing investigations confirm that the of using of the hydrodynamic technologies for bone samples cutting in tissue banks is high effectiveness for manufacturing the bone implants with necessary configuration and high surface quality.
The influence of bone fragment stable fixation by the intra-articular fracture healing on consolidation zone cellular composition is expressed in increase of connective and supporting tissues, as well as of vascular endothelium cells quantity. These biomechanical conditions are not optimal since do not provide domination of differentiated osteoblastic cells.
A morphological study of biopsy material, containing a suture material from allotendon filaments treated by Alloplant technology and synthetic suture material. Allogeneic suture material as opposed to the synthetic one, is low immunogenic, fully biodegradable material, with dense adhesions to surrounding tissues. Its properties meet modern requirements for surgical filaments.
The influence of bisphosphonates (BP) in the biomaterials on bone mass in the area of surgery, and in the segment as a whole were evaluated in an experiment on rats. The defect in the animals created in the tibia, where was placed biomaterial with bisphosphonates. Control of the experiment was a material without BF. Increasing of bone mineral density in the group with BP eliminates the possibility of negative influence on the process of bone formation comparing with the control. Marked by a positive bone balance confirms the ability of BP to maintain the mechanism of remodeling at the physiological level.
The results presented show that well-known methods of tissue decellularisation don’t eliminate donor cells in heart valve grafts (HVG) mostly or lead to tissue matrix degradation and calcification when destroying donor cells. Treatment of grafts with lipophilic detergent sodium deoxycholate doesn’t destroy the donor cells and tissue matrix, and completely prevents calcification of HVG. The new hypotheses of mechanism of HVG calcification are discussed.
There have been presented new regeneration stimulators based on the ground biological tissues. A short characteristics is given and their basic properties are described.
There was carried out the study of the connective transplants of different structure and histochemical composition which were subjected to laser radiation. It was shown that destruction level in the area of laser cut depends on the transplant fibroarchitectonics.
There has been carried out a morphological investigation of the lyophilized connective tissue transplants of different fibroarchitectonics.
The features of replacement of the allogenic minced bone and cartilaginous grafts in experiment on chinchilla rabbits and the periods of the regenerate formation have been investigated. We have revealed the fit of the cartilaginous allograft resorption speed with osteogenesis processes, that allows to get the adequate regenerate in the final of reparative processes. Formation of the dense bone regenerate is clinically proved at sinus-lifting performance with cartilaginous allograft.
Цель исследования – сравнить прочностные свойства краевой зоны соединительнотканных трансплантатов, моделированных лазерным излучением и трепаном вручную.
Трансплантаты были изготовлены из следующих анатомических структур: твердая оболочка головного мозга, фиброзная капсула почки и дерма опорных участков стопы. Для изучения биомеханических свойств исследуемых трансплантатов изготавливались образцы размером 20 мм х 25 мм. Этап моделирования экспериментальной группы образцов проводился с использованием комплекса лазерного моделирования, контрольная группа - вырезалась трепаном. Изучение биомеханических характеристик трансплантатов проводили на универсальной машине для испытания прочностных свойств материалов модели 1185 INSTRON (Англия). В работе использовали методику определения «прочности шовной фиксации» (Нигматуллин Р.Т. 1996), а так же метод деформации препарата с постоянной скоростью, примененный и подробно описанный в клинико-экспериментальной работе по технике соединения органов желудочно-кишечного тракта (Егоров В.И. и др. 2004). Весь ход и результаты исследований записывали с одновременной графической регистрацией диаграмм зависимости «усилие – перемещение». Сопоставление полученных диаграмм с биомеханическими характеристиками испытуемых образцов позволило определить предел прочности, относительное удлинение трансплантата до его деструкции. Морфометрию структурного состояния краевой зоны трансплантата после моделирования трепаном и лазером исследовали с использованием метода количественной оценки относительной плотности волокнистых структур. Статистический анализ полученных данных проводили, используя методику, предложенную О.Ю. Ребровой (2002 г.).
Биомеханические исследования трансплантатов ТМО на прочность «шовной фиксации» показывают, что предел прочности контрольных образцов (моделированных трепаном) на 0,300 МПа выше экспериментальных (моделированных лазером), относительное удлинения контрольных образцов на 0,35% ниже экспериментальных, значение модуля упругости контрольных образцов выше аналогичного значения экспериментальных образцов на 0,341 МПа. Прочностные параметры трансплантатов фиброзной капсулы почки, моделированные лазером идентичны трансплантатам, изготовленным вручную трепаном. Для трансплантатов дермы опорных участков стопы предел прочности и модуль упругости превышает почти в 1,5 раза показатели контрольного образца. Результаты морфометрических исследований краевой зоны трансплантатов демонстрируют уплотнение волокнистых структур по краю лазерного реза у всех исследуемых трансплантатов, что в свою очередь приводит к увеличению прочностных свойств трансплантатов.
В заключении представляется целесообразным выделить преимущества лазерного моделирования соединительнотканных трансплантатов. При моделировании трансплантатов трепаном в зоне реза наблюдается небольшое продольное расщепление пучков коллагеновых волокон, некая «бахромчатость», чего не происходит при выкраивании лазерным лучом. Кроме того, «структурная сшивка» коллагеновых волокон по краю трансплантатов дермы, моделированных лазером, приводит к повышению их пластических свойств, которые имеют значение при шовной фиксации краев трансплантата.
к содержанию | опубликовать статью
В минимальной хирургии отслойки сетчатки широко применяется экстрасклеральное пломбирование с использованием синтетических эксплантатов. Однако их применение связано с риском ранних и поздних осложнений, таких как нагноение и пролежни склеры в зоне компрессии пломбы, что нивелирует результат проведенной операции. В ФГБУ «Всероссийский центр глазной и пластической хирургии» была предложена биологическая пломба, изготовленная на основе аллогенного соединительнотканного биоматериала.
Изучить морфологические изменения склеры при экстрасклеральном пломбировании аллогенным биоматериалом.
Было проведено гистологическое исследование участков склеры глаза кроликов в зоне компрессии пломбами, изготовленными из аллогенного соединительнотканного биоматериала и силиконовой губки. Изучено 16 энуклеированных глазных яблок кроликов в сроки 14 суток, 1, 3 и 6 месяцев после операции. Парафиновые срезы окрашивались гематоксилином и эозином, по методу Ван-Гизон.
Морфологические исследования зоны вдавления склеры силиконовой губкой показали образование соединительнотканной капсулы с участками гранулематозного воспаления вокруг силиконового имплантата и истончение склеральной оболочки в поздние сроки эксперимента. При изучении зоны вдавления склеры аллогенным биоматериалом патологических изменений в глазных оболочках не наблюдалось. Структура и толщина склеры в отдаленные сроки эксперимента оставались неизмененными. Имплантированный аллогенный биоматериал, сохраняя свою структуру в глубоких слоях, срастался со склерой очень тонкой полоской относительно плотной соединительной ткани. Формировался надежный вал вдавления. Ткани конъюнктивы и все оболочки глазного яблока были без признаков воспаления.
Таким образом, аллогенный биоматериал при экстрасклеральном пломбировании сохраняет свою структуру и не вызывая патологических изменений в оболочках глазного яблока способствует формированию надежного вала вдавления склеры.
к содержанию | опубликовать статью
Одним из способов восполнения утраченной костной ткани является использование аутогенных костных трансплантатов. Однако возможность получения таковых для замещения дефектов большой площади бывает ограниченной. Применение современных усовершенствованных технологий чрескостного дистракционного остеосинтеза позволяет, как замещать костные дефекты, так и получать новообразованные участки кости в целях последующей аутотрансплантации.
Цель исследования – изучить возможность формирования новообразованного участка большеберцовой кости в условиях чрескостного дистракционного остеосинтеза с повышенным суточным темпом.
Исследование выполнено на 12 взрослых беспородных собаках, которым через 5 суток после флексионной остеоклазии осуществляли дистракционный остеосинтез по Илизарову с использованием автоматического привода (величина удлинения – 14-17%, суточный темп – 3 мм за 120-180 включений автодистрактора). Эксперимент выполнен совместно с к.в.н. М.А. Степановым, д.м.н. С.А. Ерофеевым. Регенераты большеберцовых костей исследовали через 35 суток фиксации (общий срок эксперимента – 50 суток) с использованием комплекса методов качественной и количественной гистологии.
Через 10 суток дистракции и 35 суток последующей фиксации конечности аппаратом Илизарова регенерат был представлен мелкоячеистой губчатой костью (содержание Са – в среднем 11,5±0,4%). Ближе к концам отломков образовывалась пластинчатая костная ткань. Содержание Са, в области, приближенной к проксимальному отломку, составило 16,7±1,7 вес.%, к дистальному – 15,2±1,3 вес.%). Во всех исследуемых участках преобладали клетки остеобластического дифферона. Клеточный состав был представлен следующим образом: доля остеобластов составляла 57±1,8%, остеоцитов – 21±0,9%, остеокластов – 11±0,3%, эндотелиоцитов – 12,8±0,4%. Новообразованный участок диафиза обладал опороспособностью, о чем свидетельствовало отсутствие рефрактур в постаппаратный период.
Таким образом, применение повышенного суточного темпа с использованием высокодробной автоматической дистракции, позволило в течение 50 суток получить новообразованный опороспособный участок диафиза высотой 3см. Данная методика является перспективной в плане замещения костных дефектов и как возможность получения костных аутотрансплантатов. Новообразованный костный участок обладает всеми необходимыми характеристиками: биосовместимостью, наличием пористости, прочностью, идеальным балансом между биоразрушаемостью и новообразованием костного матрикса.
к содержанию | опубликовать статью
Воссоздание утраченных объемов костной ткани считается весьма актуальной, как в фундаментальном, так и в прикладном смыслах. Разработка методов восстановления костной ткани и (или) индукция остеогистогенеза сопровождалось развитием самих костнопластических материалов. Материалы исторически первого поколенияпредставляют собой свежие костные фрагменты ксено-, алло- и аутогенного происхождения. Для их получения не требуется специальной лабораторной техники получения. Накопленный клинический опыт позволил отказаться от материалов ксеногенного происхождения и свежей аллокости, в то время как аутокость стала «золотым стандартом» костной пластики. Однако, необходимость проведения большого количества костнопластических операций, анатомические и иные ограничения получения аутокости сделали актуальным развитие новых поколений материалов с возможностью заготовки и хранения.
Материалы второго поколения – консервированные в различных стерилизующих, консервирующих и деминерализующих средах аллографты. Совершенствование методов получения данных материалов позволило в свое время решить ряд задач практического здравоохранения. Следует признать, что они обладают рядом существенных недостатков: правовые, этические медицинские сложности заготовки, ограниченный срок хранения; необходимость постоянного бактериологического и иных видов контроля для обеспечения безопасности их применения. Наконец, биологические свойства данных материалов в связи с воздействием агрессивных химических реактивов – концентрированных кислот, формалина и иных до сих пор не могут быть оценены однозначно. Данное обстоятельство обусловило необходимость использования «чистых» биологически активных веществ, присутствующих в нативном костном матриксе и обладающих индукционным потенциалом (факторов роста, иных цитокинов) в совокупности со стандартизованными стабильно получаемыми, а значит – синтетическими материалами.
Костно-пластические материалы третьего поколения представляют собой синтетически получаемые «аналоги» костной ткани – насыщенные тем или иным способом регуляторными факторами белковой природы, чаще всего различными факторами роста. Несмотря на наличие признаков эффективности при их использовании они не сделали революции в материаловедении и костной пластике, что, прежде всего, связано с тем, что используемые цитокины являются короткоживущими короткодистантными регуляторными молекулами, которые в кислой среде костной раны, на фоне локального посттравматического воспаления не могут в должной степени реализовать свои возможности и преждевременно теряют свою эффективность. В этой связи идея о наличии в (на) костнопластическом материале постоянных продуцентов молекул-индукторов – т.е. живых клеток реализовалась в создании материалов следующего поколения.
Идеология создания материалов четвертого поколения базируется на биомиметическом подходе в воссоздании костной ткани, который реализуется не только в попытках копирования составляющих матрикса и его микро- и макроархитектоники, но и наделяет его живыми остеогенными клетками. Данное тканеинженерное направление реализуется как в нашей стране, так и за рубежом в нескольких модификациях. Однако, по-видимому, в связи с логистическими, экономическими, правовыми сложностями в производстве таких материалов, а также особенностями «поведения» пересаженного клеточного материала в реципиентном ложе, его биологической готовности дифференцироваться не строго по остеогенному, но и по фибро- и хондрогенному путям их будущее не предопределено однозначно. В этой связи, материалы нового, пятого поколения, должны включать в себя помимо носителя, такие действующие начала (например, генно-терапевтические), которые будут таргетно, устойчиво и длительно регулировать цитокиновую палитру в реципиентном ложе, формировать остеогенную дифференцировочную среду непосредственно в области имплантации материала, что гарантировано приведет к формированию полноценного костного регенерата и восстановлению утраченных объемов тканей.
к содержанию | опубликовать статью
Костная аллопластика широко используется в ортопедической онкологии для лечения больных с доброкачественными опухолями и опухолеподобными поражениями костей, что способствует в большинстве случаев полному восстановлению анатомической структуры и функции пораженной конечности.
Изучение репаративной регенерации дистального метаэпифиза лучевой кости после компактно-спонгиозной аллопластики резекционного дефекта и криовоздействия в эксперименте на кроликах.
Объектом исследования служили 20 кроликов. Инстилляционное криовоздействие применялось у 10 кроликов, которые составили исследуемую группу. Остальные 10 кроликов – контрольную группу без криовоздействия. После проведения оперативных вмешательств животных выводили из эксперимента по 2 кролика из каждой группы в сроки от 30 до 240 дней. В контрольные сроки проводилась рентгенография предплечья.
При рентгенологическом исследовании предплечья через 7 дней после краевой резекции и криовоздействия аллотрансплантаты полностью заполняли дефект. Трансплантаты плотно прилегали к своему ложу, и их плотность была одинакова с плотностью кости реципиента.
Через 30 дней после операции трансплантаты теряли свою первоначальную плотность. Неровная линия ложа кости граничила с равномерной тенью трансплантата. У кроликов контрольной группы без криовоздействия отмечались аналогичные изменения на границе кости и трансплантата.
Спустя 60 дней происходила умеренная резорбция аллотрансплантатов, контур их становился размытым. В контрольной группе тень в оперированной зоне была выражена слабее.
К 90 дню наблюдения в области костной пластики видна вновь образованная костная ткань с очагами уплотнения. В контрольной группе интенсивность костной мозоли снижена.
Через 180 дней отмечено расширение очагов уплотнения, сливающихся друг с другом. Участки разрежения чередуются с более плотными зонами. В группе без криовоздействия прослеживалась однородная тень уплотнения.
К концу срока наблюдения в течение 240 дней после операции на рентгенограммах отмечалось полное восстановление структуры оперированной кости. Участок аллопластического замещения определялся по незначительным следам бывших трансплантатов. Такая же рентгенологическая картина прослеживалась в группе без криоинстилляции.
Изучение рентгенологической динамики репаративного остеогенеза в эксперименте после аллопластического замещения резекционного дефекта дистального метаэпифиза лучевой кости с применением криовоздействия показало, что активная перестройка трансплантатов происходит в течение первых 2-3 месяцев после оперативного вмешательства. Остеогенез в исследуемой группе протекает с уплотнением костного регенерата. Инстилляция резецированного ложа жидким азотом не оказывает отрицательного влияния на репаративную регенерацию костной ткани.
к содержанию | опубликовать статью
Перспективы существенного улучшения результатов лечения больных с повреждениями и заболеваниями костей только путем совершенствования методов репозиции и фиксации костных отломков, по мнению многих авторов, в настоящее время практически исчерпаны. В связи с этим использование клеточных технологий является одним из актуальных и перспективных направлений в ортопедии и травматологии. Грануляционная ткань, формирующаяся в костномозговой полости при заживлении костных ран, представляет особый интерес в качестве одного из возможных источников факторов роста и мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток (ММСК) при репаративных процессах в связи с тем, что предшественники большинства макрофагов, фибробластов, остеобластов и эндотелиоцитов в регенерате являются именно ММСК костного мозга.
Экспериментально-морфологическое обоснование метода создания локальных очагов грануляционной ткани в костном мозге для стимуляции репаративного остеогенеза при заживлении перелома в контралатеральной конечности в условиях чрескостного остеосинтеза.
Эксперименты выполнены на взрослых крысах линии Вистар в контрольной и опытной группах, по 15 животных в каждой группе, с соблюдением правил гуманного обращения с животными. Под общей анестезией моделировали перелом в средней трети диафиза большеберцовой кости и проводили операцию чрескостного остеосинтеза, используя разработанный нами минификсатор [патенты 87899, 87900]. Для создания локальных очагов грануляционной ткани в костном мозге через 7 суток после операции применяли методику остеоперфорации в мета-эпифизарных отделах контралатеральных большеберцовых костях при помощи специального устройства [патент 87894]. Через 14 и 21 сутки после моделирования перелома материал регенератов исследовали при помощи методов рентгенографии, световой микроскопии парафиновых срезов, сканирующей электронной микроскопии, морфометрии, электронно-зондового микроанализа.
Проведенные исследования показали, что создание локальных очагов грануляционной ткани в костном мозге оказывает терапевтическое воздействие на патологический процесс при травме, способствует восстановлению органотипического строения кости после повреждения. Отмечается более раннее образование регенерата кости и усиление перестроечных процессов. Заживление поврежденной кости протекает более активно и заканчивается значительно быстрее, чем в контрольной группе. Возможный механизм стимулирующего эффекта остеоперфорации на репаративные процессы в контралатеральной конечности обеспечивается эндокринными и паракринными путями воздействия, реализуется с участием систем нейроэндокринной и иммунной регуляции, а также связан с образованием в грануляционной ткани ряда цитокинов, факторов роста и пула индуцибельных клеток-предшественников, способных к миграции, хоумингу и энграфтингу. Полученные данные могут быть использованы для применения малоинвазивного метода создания локальных очагов грануляционной ткани в костном мозге для стимуляции репаративных процессов при лечении травматических повреждений кости, особенно у пациентов пожилого и старческого возраста, а также у ослабленных больных.
к содержанию | опубликовать статью
Экспериментально-морфологическая апробация костно-пластических имплантационных материалов – одна из наиболее актуальных проблем современной биологии и медицины.
Целью настоящего исследования стало изучение остеопластических свойств минерализованного костного матрикса (МКМ) при имплантации в дефект кости у крыс.
С использованием общей анестезии у взрослых крыс линии «Wistar» в опытной и контрольной группах (по 15 животных в каждой группе) в кортикальном слое диафиза большеберцовой кости высверливали отверстие диаметром 2,5 мм. В опытной группе животных в дефект кости помещали гранулированный МКМ (размер гранул 50-200 мкм), полученный из костей крыс по оригинальной технологии (без применения термической и деминерализующей обработки). Через 7, 14 и 21 сутки после операции регенераты исследовали при помощи методов сканирующей электронной микроскопии, рентгеновского электронно-зондового микроанализа и световой микроскопии парафиновых срезов, окрашенных гематоксилином и эозином и по Ван Гизону.
Проведенные исследования показали, что полученные гранулы МКМ сохраняют естественную остеоархитектонику и имеют химический состав, аналогичный минеральной фазе костной ткани крыс. Микрорельеф поверхности гранул характеризуется шероховатостью и наноструктурированностью, наличием многочисленных макро- и микропор, что обеспечивают аффинитет к костной ткани и оптимальные отношения между уровнем адгезии, темпами пролиферации и степенью дифференциации остеогенных клеток. На поверхности гранул имплантата отмечается адгезия капиллярных почек, периваскулярных остеогенных клеток и остеобластов, формирующих слои остеоида, что свидетельствует о наличии остеоиндуктивных свойств МКМ благодаря локализации остеоиндукторов – факторов роста и костных морфогенетических белков, выделяющихся при остеокластической резорбции имплантата. При помещении в зону дефекта кости гранул МКМ благодаря наличию остеоиндуктивных и остеокондуктивных свойств наблюдается пролонгированная активизация репаративного костеобразования, которое осуществляется по типу прямого интрамембранного остеогенеза и распространяется по всему объему дефекта. Вокруг гранул МКМ определяются зоны активного аппозиционного костеобразования и интенсивного неоангиогенеза. Через 14-21 сутки после операции отмечается глубокое прорастание костной ткани в имплантат и рост пластинчатой костной ткани, первичные трабекулы перестраиваются в органотипические остеонные структуры, формируется тканевоспецифический костный регенерат. Перфорационное отверстие закрывается новообразованной пластинчатой костной тканью с признаками остеокластической резорбции, что свидетельствует об ускоренном ремоделировании регенерата.
Относительная атравматичность оперативного вмешательства, простота технологии заготовки и консервации имплантационного материала, его остеокондуктивные и остеоиндуктивные свойства, характерный темп биодеградации, соответствующий скорости репаративного костеобразования, отсутствие биологической реакции отторжения ставят исследованный биоматериал в ряд наиболее оптимальных костнопластических материалов. Таким образом, применение МКМ, полученного по оригинальной технологии, представляется теоретически обоснованным и перспективным.
к содержанию | опубликовать статью
При расширении спектра методик консервации не всегда уделяется внимание гистоструктуре трансплантатов, их клеточному и межклеточному составу, цитофизиологическим характеристикам, а также потенциальным репаративным и индуцирующим возможностям.
Оценка информативности культивирования in vivo по Ф.М. Лазаренко (1959), как метода исследования качества консервации донорских роговиц.
В эксперименте использовались свежеэнуклеированные глаза свиньи, из которых иссекались корнеосклеральные диски и хранились в условиях вакуума при гипотермии. На 7-е сутки консервации роговицу подвергали культивированию in vivo по Ф.М. Лазаренко. Кроликам-реципиентам, с соблюдением правил асептики, под апоневроз передней брюшной мышцы производили имплантацию кусочков роговицы с целлоидиновым песочком. У каждого животного было сформировано по 4 имплантата. Забор материала осуществляли через 3, 6, 10, 15 сутки.
В условиях культивирования в очаге асептического воспаления пересаженная роговица, консервированная в условиях вакуума, несмотря на альтеративные процессы и признаки реактивных изменений все же сохраняет фиброархитектонику, что также свидетельствует о вероятной иммунологической толерантности организма реципиента к трансплантируемым объектам.
На 3-10 сутки культивирования определялось обрастание фрагментов роговицы малодифференцированной соединительной тканью, морфологические признаки, характеризующие механические, прочностные характеристики (фибриллярные пластины собственного вещества роговицы, незначительный отек стромальных компонентов сохранность десцеметовой мембраны, вплоть до 15 суток культивирования). С другой стороны следует отметить (особенно 6-10 сутки культивирования) активизацию клеток фибробластического ряда, что свидетельствует о возможности ремоделирования, которое возможно будет инициировать процессы репаративного гистогенеза соединительной ткани.
Метод культивирования тканей и органов в организме по Ф.М. Лазаренко может быть использован для оценки гистобластических и органотипических проявлений отдельных тканей роговицы, взаимоотношений между организмом реципиента и пересаженными кусочками роговицы, а также может быть полезным при оценке потенциальных возможностей трансплантационных материалов.
к содержанию | опубликовать статью
Провести сравнительный анализ прочностных показателей сухожильной ткани до и после оперативного вмешательства с применением обогащенной тромбоцитами аутоплазмы – аутоБоТП и без неё.
Нами проведен эксперимент на 30 кроликах – Шиншиллах серебристого цвета с массой от 3 до 5 кг. Эксперименты на животных одобрены комиссией этического контроля ЦИТО им. Н.Н. Приорова. Перед оперативным вмешательством, производился забор крови путем сердечной пункции, последняя двукратно центрифугировалась в аппарате ЗУХЛ 4.2 (производство Россия). В результате получали гелеобразную массу, готовую к применению.
Также, мы исследовали количественное содержание тромбоцитов в крови кроликов до и после центрифугирования. Под внутримышечным наркозом (кетамин 5% – 0,8 мл) + местная анестезия раствором новокаина 0,5% – 10 мл, животное фиксировалось на операционном столе. Производился доступ к скакательному сухожилию, создавался искусственный дефект – рассечение сухожилия при помощи скальпеля, после чего культи сухожилия сшивались нитью Ethibond № 2-0 по Кюнео. Послеоперационная рана ушивалась наглухо. Животные были разделены на 3 группы.
Животным I группы (10 кроликов) – интраоперационно, в области наложенных сухожильных швов, инкорпорировали полученный гель аутоБоТП.
Животным II группы (10 кроликов) – операция заканчивалась наложением сухожильных швов без применения аутоБоТП.
Животным III группы (10 кроликов) – у 5 кроликов мы применили пластины «КоллапАна», содержащие 70% коллагена, в сочетании с аутоБоТП. Остальным 5 кроликам применялась пластика «КоллапАном» без аутоБоТП.
Все животные выводились из эксперимента на 30 сутки.
После выведения животных нами был проведен эксперимент по сравнительным прочностным характеристикам выделенных скакательных сухожилий всех групп животных. Опыты проводились в испытательной лаборатории изделий ортопедо-травматологического назначения ФГУ ЦИТО им. Н.Н.Приорова. Исследование выполнено на универсальной испытательной машине Walter+Bai AG фирмы «LFV-10-T50» (Швейцария). Были взяты оперированные и интактные сухожилия одного и того же кролика.
Исходная концентрация тромбоцитов в крови кроликов в среднем составила 108 тыс./мкл., в БоТП среднее количество тромбоцитов составило 410 тыс./мкл.
В результате эксперимента на силу разрыва, мы получили: сила, необходимая для разрыва интактного скакательного сухожилия составляет 0,05-0,06 килоньютон (kN) с деформацией 3-6 мм для интактных (неоперированных) сухожилий; 0,2-0,32 kN с деформацией 12-16 мм для сухожилий, оперированных с применением аутоБоТП и 0,36-0,39 kN с деформацией 11-13 мм – для сухожилий, оперированных с применением PRP + пластины «КоллапАн».
Применение аутоБоТП при разрывах ахиллова сухожилия – является многообещающим методом оперативного лечения, создавая благоприятные условия для скорейшего и более прочного сращения сухожилия стимулируя репаративную регенерацию, что немало важно при дегенеративных изменениях сухожилия.
Используя данную методику в клинической практике, позволяет нам получить отличные и хорошие функциональные результаты, сводя неудовлетворительные результаты к минимуму.
Также, одним из многообещающих способов стимуляции тканевой репаративной регенерации является использование обогащенной тромбоцитами аутоплазмы в сочетании с «КоллапАном», хотя опыта применения данной методики в клинике у нас пока нет.
к содержанию | опубликовать статью
Во Всероссийском центре глазной и пластической хирургии идея использования аллогенных дренажей с целью поддержания физиологического механизма, осуществляющего циркуляцию внутриглазной жидкости (ВГЖ) непосредственно из передней камеры в супрахориоидальное пространство, реализована в операции переднего спонч-дренирования при вторичной глаукоме. Данное вмешательство апробировано в клинике, чему предшествовали экспериментально-морфологические исследования.
Целью антиглаукомной операции – переднего спонч-дренирования, является реконструкция угла передней камеры для формирования дренажной системы, приближенной к физиологической и активизация оттока ВГЖ из передней камеры как посредством трабекулэктомии, так и через увеосклеральный путь, за счет формирования доступа в супрахориоидальное пространство. Основополагающим моментом хирургической техники является имплантация в переднюю камеру и супрахориоидальное пространство через склеральный мостик специально разработанного для данного вмешательства губчатого дренажа из биоматериала «Аллоплант», выполняющего роль активного проводника водянистой влаги, на месте которого в процессе регенерации формируется новая дренажная система. Этот губчатый дренаж, обладая высокой степенью гидрофильности, насыщаясь, способствует оттоку влаги из переднего отдела глазного яблока в задний, создавая между ними свободную циркуляцию ВГЖ. Кроме того, используемый биоматериал снижает риск развития конъюнктивально-склерального и склеро-склерального сращений.
Результаты проведенных нами морфологических исследований позволяют полагать, что реконструктивный подход к лечению вторичной глаукомы с использованием губчатого дренажа из биоматериалов «Аллоплант» обеспечивает формирование дренажной системы, близкой к физиологической, за счет которой происходит восстановление путей оттока ВГЖ из передней камеры. Этот дренирующий эффект достигается наличием системы микроканальцев, формирующихся на месте имплантированного губчатого биоматериала, просвет которых сохраняется в течение всего послеоперационного периода без признаков фиброза (рубцевания). Многочисленные поры губчатого биоматериала постепенно выстилаются пролиферирующими эндотелиальными клетками. В дальние сроки после операции аллотрансплантат представляет собой состоящую из множества сообщающихся между собой и выстланных эндотелиальными клетками микрополостей, каналов и щелей ячеистую ткань, очень напоминающую трабекулярную сеть глаза.
Благодаря использованию губчатого дренажа из биоматериала «Аллоплант» обеспечивается формирование дренажной системы, близкой к физиологической, за счет которой происходит восстановление путей оттока ВГЖ из передней камеры глаза.
к содержанию | опубликовать статью
Изучение влияния аллогенного диспергированного биоматериала (ДБА) на патоморфологические изменения в сосудистой оболочке глаза при экспериментальной кортикостероидной глаукоме.
Моделирование кортикостероидной глаукомы проводилось по стандартной методике (Bonomi L. et al. 1978) путем еженедельных парабульбарных инъекций 0,5 мм дексаметазона. Суспензию ДБА, представляющего собой мелкодисперсный порошок, полученный из аллогенной соединительной ткани, однократно вводили в ретробульбарное пространство. Энуклеированные глаза исследовали через 14, 30, 60, 90, 180 суток. Гистологические срезы окрашивали гематоксилином и эозином, по Ван-Гизону, по Маллори. Активность кислой фосфатазы определяли методом азосочетания, неспецифические эстеразы – чувствительностью к α-нафтилбутиратэстеразе.
При гистологическом изучении срезов глазных яблок кроликов с кортикостероидной глаукомой нами были выявлены значительные морфологические изменения во всех оболочках глазного яблока: отек стромы радужки, очаговые разрушения клеток пигментного эпителия радужки, в сосудах – стаз форменных элементов крови. Погибшие структуры в строме радужки постепенно замещались грубоволокнистой соединительной тканью.
После ретросклерального введения ДБА у животных в строму радужки глаза со стороны цилиарного тела интенсивно мигрировали меланоциты. В эндотелиоцитах сосудов увеличилось количество микропиноцитозных пузырьков и микроцитоплазматических выростов. Гистохимически в цитоплазме меланоцитов радужки повышалась и продолжала определяться на довольно высоком уровне активность кислой фосфатазы и неспецифической эстеразы. Признаки отека оболочек глаза постепенно исчезали. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что в основе развития дистрофических процессов при кортикостероидной глаукоме могут лежать разрушение меланоцитов и нарушение их функций как резидентных макрофагов в поддержании гомеостаза в тканях глаза.
Аллогенный биоматериал способствует восстановлению функциональной активности меланоцитов, что приводит к нивелированию патоморфологических изменений. Полученные нами результаты исследований дают возможность широкого клинического применения диспергированного аллогенного биоматериала в лечении глаукомы.
к содержанию | опубликовать статью
Увеличение пула пролиферирующих клеток в лимфатическом узле является наиболее ярким признаком развития иммунного ответа на чужеродный антиген. В связи с этим для оценки иммуногенного эффекта биоматериала «Аллоплант» была использована традиционная «лимфоузловая модель». Исследование in vivo выполнено на 24 белых неинбредных крысах обоего пола. Диспергированный аллогенный биоматериал разводили физиологическим раствором хлорида натрия и вводили в подколенный лимфоузел в объеме 0.2 мл. В контралатеральную конечность вводили физиологический раствор хлорида натрия. В динамике через 24, 48, 72 часа, 1, 2 и 3 недели после введения животных забивали, лимфоузлы извлекали и гомогенезироали. Полученную суспензию использовали для анализа клеточного цикла и апоптоза лимфоцитов методом метахроматического окрашивания акридиновым оранжевым [Darzynkiewicz Z. 1994]. Регистрация результата проводилась на проточном цитофлюориметре FACSCalibur по относительному содержанию ДНК и РНК
Спустя 24 часа после введения биоматериала отмечалась отчетливая тенденция к стимуляции пролиферативной активности клеток опытного лимфоузла. Так, содержание клеток, находящихся в G0-фазе клеточного цикла составило в опытном лимфоузле (M±SD) 47,8±6,5%, в контрольном – 37,3±21,7%; содержание клеток, находящихся в фазе G1 составило в опытном лимфоузле 1,17±0,82%, в контрольном 0,21±0,40% (р<0,001, критерий Стьюдента для сопряженных признаков). Содержание клеток, находящихся в S+G2+M фазах было идентичным в контрольных и опытных лимфоузлах.
Активация клеток закономерно сопровождалась интенсификацией апоптоза – в опытном лимфоузле отмечалась отчетливая тенденция к увеличению значения гиподиплоидного пика. В контрольных лимфоузлах количество апоптотирующих лимфоцитов составило 0,85±0,53%, в опытных – 1,72±0,73%.
Активация клеток была, однако кратковременной, что обусловлено нарастанием интенсивности апоптотической гибели клеток в опытном лимфоузле – спустя 72 часа после введения биоматериала интенсивность апоптоза составила в контрольных узлах 1,98±1,73, в опытных 3,19±1,49 (р<0,01). Содержание лимфоцитов, находящихся в G1 несколько превышало контрольный уровень, но статистически значимых отличий не было. Различий в содержании клеток, находящихся в SG2M-также не было выявлено.
Спустя 1 неделю после введения биоматериала различий в пролиферативной активности клеток контрольных и опытных лимфоузлов выявлено не было. Следует отметить, что в контрольных лимфоузлах сохранялся довольно высокий уровень апоптоза лимфоидных элементов (4,52±1,58%) по сравнению с опытными образцами (3,22±1,17%).
Через 2 недели и 3 недели после введения биоматериала различий в структуре клеточного цикла между контрольными и опытными лимфоузлами не определялось.
Таким образом, судя по полученным данным, субплантарное введение биоматериала вызывает в первые сутки воспалительную реакцию, которая характеризуется закономерными изменениями клеточной структуры и функциональной активности клеток регионарных лимфоузлов. Описанные кратковременные изменения пролиферативной активности и апоптоза лимфоцитов скорее всего связаны с травматическим вмешательством, а также с продукцией макрофагами биологически активных веществ, таких как реактивные интермедиаты кислорода и простагландины. В дальнейшем накопления пролиферирующего пула клеток не происходит, что доказывает отсутствие иммуногенного действия введённого материала. Кроме того, быстрое восстановление нормальных показателей апоптоза в опытных лимфоузлах свидетельствует о репаративных свойствах биоматериала «Аллоплант».
к содержанию | опубликовать статью
Алло- и ксенотрансплантаты в одинаковой степени широко применяются в медицинской практике. Многие считают, что девитализированные биоматериалы, содержащие в своем составе только волокнистые элементы, обладают одинаково низкой антигенностью. Однако, даже после соответствующих обработок, снижающих иммуногенность пересаживаемых тканей, результаты алло- и ксенотрансплантации значительно отличаются и зависят от ряда факторов, главным из которых является реакция тканевой несовместимости.
Изучение морфологических изменений тканей после пересадки аллогенных и ксеногенных биоматериалов.
Эксперимент проведен на 54 крысах породы Wistar, которым подкожно вводили диспергированные биоматериалы (125 мг), изготовленные из аллогенных и ксеногенных сухожилий. Гистологические методы включали окраску гематоксилином и эозином, по Ван-Гизону и Футу, гистохимические – выявление АТФ-азной активности по Гомори и реакцию Хейла, иммуногистохимические – определение экспрессии TGF-β1, TNF-α и виментина (Santa Cruz Biotechnology Inc., США). Проводили также электронномикроскопическое исследование. Использовали стандартные методы статистической обработки и программу по анализу изображений AxioVision (Carl Zeiss, Германия).
При введении аллогенного биоматериала иммунная реакция ограничивается только макрофагальной активностью, которая в дальнейшем приводит к активной резорбции частиц биоматериала, а продукты распада обеспечивают фенотипическое созревание разных популяций макрофагов с последующей миграцией клеток фибробластического ряда. Выявленные нами секреторные макрофаги с оригинальной ультраструктурой позволяют сделать предположение об их регуляторном влиянии на дифференциацию и функциональную активность других клеточных популяций за счет синтеза (или ресинтеза) протеогликанового компонента новообразующихся коллагеновых волокон и выделить их в отдельную субпопуляцию «матриксформирующих». Вероятно, эти макрофаги определяют тип синтезируемого коллагена и его структурную полноценность. Наблюдались признаки умеренного неоангиогенеза, формирования зрелых коллагеновых волокон I типа. Экспрессия TGF-β1 в тканях была слабо выражена, в то время как экспрессия TNF-α была значительно выше и коррелировала с пиком макрофагальной активности. Поэтому, имплантация аллогенных биоматериалов приводила к формированию адекватного регенерата, не отличающегося от окружающей ткани. Введение ксеногенного биоматериала вызывало типичную картину гранулематозного воспаления, за счет функциональной несостоятельности макрофагов в виду высокой антигенности продуктов резорбции. В очаге воспаления формировались незрелые коллагеновые волокна III типа. Активно экспрессировался TGF-β1, а количество TNF-α было низким, что приводило к хронизации очага воспаления и формированию аваскулярного грубоволокнистого рубца.
Коллагеновые волокна, входящие в состав аллогенного и ксеногенного трансплантатов обладают видоспецифичностью, что обуславливает принципиально различную по своей природе реакцию организма реципиента. При введении аллогенного биоматериала иммунная реакция ограничивается только макрофагальной активностью, а продукты распада обеспечивают фенотипическое созревание разных популяций макрофагов. Поэтому, имплантация аллогенных биоматериалов приводит к формированию адекватного регенерата. Введение ксеногенного биоматериала вызывает типичную реакцию клеточного иммунитета, по-видимому, за счет возникающей функциональной несостоятельности макрофагов, что приводит к хронизации воспаления и формированию грубоволокнистой рубцовой соединительной ткани в зоне имплантации.
к содержанию | опубликовать статью
Разработка критериев выбора костных фрагментов для изготовления имплантатов на основе результатов морфологических и физико-механических исследований.
Материалом исследования служили пробы (образцы), полученные из компактного вещества бедренных костей человека. Исследованный материал относится к II-VII возрастным группам (3-89 лет). Процесс пробоподготовки выполнен в соответствии с методикой НИЦ биомедицинских технологий, основанной на применении отрезных дисковых и полых цилиндрических фрез. При проведении морфологического анализа использовали методы объективной регистрации – световую микроскопию, сканирующую электронную микроскопию и акустическую микроскопию. Биомеханические исследования осуществляли на макрообразцах посредством проведения испытаний на сжатие и изучения упруго-пластических свойств в микрообъемах, определяя показатель микротвердости по Виккерсу с учетом особенностей архитектоники и уровней структурной организации костной ткани. Для изучения физических характеристик костных образцов (объемная масса или кажущаяся плотность) применяли гравиметрический анализ, предварительно регистрируя линейные размеры с применением контактных и бесконтактных методов. Для определения состава компактной костной ткани использовали композиционный и элементный анализ. В целях получения результатов, отражающих физико-механическое состояние образцов, близкое к реальному, снижение влияния условий хранения на костную ткань обеспечивали посредством сокращения времени до проведения исследований: морфологический анализ осуществляли не позднее 24 часов с момента забора фрагментов, а физико-механические исследования – в течение первых трех суток. Кратковременное хранение костных фрагментов и образцов до проведения исследований осуществляли в воздушной среде в полиэтиленовой упаковке при температуре –20±2оС.
На основе результатов комплексных исследований установлено, что при выборе костных фрагментов для изготовления имплантатов следует принимать во внимание не только их внешнее состояние (наличие видимых разрушений, трещин), но и следить за отсутствием микроразрушений костного вещества. Учитывая выявленные изменения макро- и микроструктуры, физико-механических характеристик и состава костной ткани в исследованном возрастном диапазоне, оптимальным следует считать использование костных фрагментов зрелой кости (IV возрастная группа – 19-44 года), для которой: средняя величина объемной массы – (1,8-1,9) г/см3, предел прочности при сжатии образцов продольной ориентации (вдоль оси остеонов) – (165±5) МПа, величина микротвердости – (380±10) МПа, содержание минеральной и органической фаз около 62 и 28%, соответственно.
к содержанию | опубликовать статью
Установить оптимальные способы хранения костных фрагментов, предназначенных для получения проб для аналитических исследований костного вещества и последующего изготовления имплантатов.
Материалом исследования служили цилиндрические образцы, полученные из компактного вещества кости с использованием полых фрез по методике НИЦ биомедицинских технологий. Морфомеханические исследования осуществляли на макрообразцах и в микрообъемах с учетом уровней структурной организации костной ткани. В качестве основных методов исследования структуры костных фрагментов использовали объективную регистрацию с применением морфологического анализа (световая микроскопия, сканирующая электронная микроскопия и акустическая микроскопия). Для изучения физико-механических характеристик костных образцов применяли биомеханические исследования (механические испытания на сжатие, определение показателя микротвердости по Виккерсу), а также гравиметрический анализ. Оценку состава компактной костной ткани проводили с использованием композиционного и элементного анализа. Изучение эффективности различных способов хранения костных образцов выполнено в условиях пребывания образцов в воздушной среде при температурах +20±2ºС, +4±1ºС, –20±2ºС, в растворе Рингера при температурах +4±1ºС, +20±2ºС. Максимальная продолжительность пребывания образцов в указанных условиях составила 1 месяц.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что все использованные способы хранения костных образцов не вызывали изменений структуры костной ткани на макро- и микроуровнях. Изучение предела прочности при сжатии образцов кости позволило установить повышение этого показателя по сравнению с исходным контролем в условиях хранения в воздушной среде при комнатной температуре. Это обусловлено дегидратацией образцов, которая регистрируется в поверхностных слоях уже после нескольких часов пребывания при данной температуре и подтверждается результатами гравиметрического анализа (снижение массы образцов) и повышением показателя микротвердости на (10-15)% в поверхностных слоях уже после 15 минут наблюдений. В результате дегидратации отмечено изменение соотношения основных фаз – органической, минеральной, воды, что не имеет места при хранении образцов при отрицательных температурах. Хранение образцов в растворе Рингера позволяло обеспечить сохранность структуры костного вещества, исходных механических свойств образцов. Однако за счет дополнительного проникновения раствора в систему внутрикостных пространств происходит изменение композиционного состава костной ткани.
С учетом полученных результатов оптимальным способом хранения костных фрагментов для целей тканевых банков и пробоподготовки следует считать хранение в воздушной среде в полиэтиленовой упаковке при температуре –20±2ºС.
к содержанию | опубликовать статью
Для компенсации сахарного диабета при свободной трансплантации культивированных или некультивированных островковых клеток иммунологическую несовместимость можно преодолеть при помощи метода трансплантации эмбрио¬нальной поджелудочной железы в переднюю камеру глаза или боковые желудочки мозга. Это позволяет добиться полной или частичной компенсации экспериментального диабета на сроки, соизмеримые с продолжительностью жизни животных (Куликов А.В. с соавт.,1993). Такой метод сложно экстраполировать на людей в связи со сложностью проведения операции и непредсказуемым риском для органа, в который имплантируются трансплантаты. В ФГБУ ВЦГПХ разработан и запатентован «Способ защиты трансплантата от иммунной реакции реципиента» (Патент РФ № 2294205, от 27.02.2007 г.), заключающийся в окутывании пересаживаемого трансплантата мембранным аллогенным биоматериалом, который, обладая низкими антигенными свойствами, создает защитный барьер.
Изучение эффективности трансплантации островковых клеток поджелудочной железы окутанной аллогенным биоматериалом для коррекции аллоксанового диабета.
У крыс линии Вистар обоего пола вызывали аллоксановый диабет неоднократным внутримышечным введением 5% р-ра аллоксана в дозе 170 мг/кг. Аллоксан вводили из такого расчета, чтобы после развития диабета животные не могли прожить более одного месяца без компенсации. Добивались стойкого повышения уровня глюкозы в крови (10-19 млмоль/л). Под эфирным наркозом (ингаляционный) 28 крысам в основании хвоста была произведена подкожная трансплантация островковых клеток поджелудочной железы от молодых особей (1 месяц) в оболочке из мембранного аллогенного биоматериала. В контрольной группе (18 крыс) аналогичный комплекс пересаживали без биоматериала. После операции регулярно и перед выведением из опыта измеряли уровень глюкозы в крови. Для исследования пересаженный комплекс забирали с окружающими тканями на 7, 14, 21, 30, 60 и 90 сутки после операции. Гистологические срезы окрашивали гематоксилином-эозином, а также по методам Ван Гизона и Маллори.
У животных контрольной группы после трансплантации уже на 7 сутки развивалась реакция отторжения, выражающаяся в макрофагальной, а затем лимфоцитарной инфильтрации пересаженного комплекса с последующим некрозом тканей. В дальнейшем у выживших крыс обнаруживались фиброзные изменения в области имплантации комплекса. Уровень глюкозы в крови оставался высоким, и эти крысы погибали в разные сроки от 7 дней до 2-3 недель. В опытной группе животных при трансплантации островковых клеток в оболочке из мембранного биоматериала уже на 3 сутки наблюдения уровень глюкозы снижался в среднем на 5-7 млмоль/л. Оболочка из аллогенного биоматериала подвергалась резорбции макрофагами и постепенно замещалась васкуляризованной рыхлой соединительной тканью. Между биоматериалом и окружающими тканями крысы-реципиента развивалась сосудистая сеть. Наблюдалось выживание пересаженных островковых клеток до последних дней наблюдения (90 дней с момента пересадки). При подкожной аллотрансплантации островковых клеток крысам в оболочке из аллогенного биоматериала мы получили полную или частичную компенсацию диабета в 86% случаев (в 24 из 28 операций).
Трансплантация островковых клеток в оболочке из мембранного аллогенного биоматериала позволяет достичь их длительного выживания. Иммунная реакция реципиента ограничивается лишь макрофагальной реакцией на окутывающий аллогенный биоматериал, который подвергается резорбции и полному замещению. Данный метод в дальнейшем может быть использован для полной или частичной компенсации экспериментального диабета, а также стать основой для разработки новых методов коррекции сахарного диабета у людей.
к содержанию | опубликовать статью
Несмотря на совершенствование методов обследования и лечения больных с гемофтальмом, не всегда удается достичь полного рассасывания крови, что приводит к необратимому помутнению стекловидного тела, развитию пролиферативного синдрома с потерей зрительных функций (Тагиева Е.П. с соавт., 2009).
Исследовать эффективность реваскуляризации хориоидеи биоматериалом при лечении гемофтальма.
Для изучения влияния реваскуляризации хориоидеи биоматериалом была создана модель хориоидальной недостаточности с инициированным рубеозом путем деструкции всех вортикозных вен по Kottow M.H. и De Leon J. (1978), кроме одной, необходимой для сохранения минимального кровотока в сосудистой системе хориоидеи с целью исключения облитерации сосудов последней. Данная модель имитирует интраокулярные гемодинамические нарушения, на фоне которых, как правило, развивается гемофтальм. Животным (кроликам) опытной и контрольной групп на правом глазном яблоке была выполнена диатермодеструкция вортикозных вен, второй глаз оставался интактным. В витреальную полость вводилась кровь в объеме 0.3 мл, а также 0.1 мл метиленовой сини, после предварительной декомпрессии передней камеры. В опытной группе, наряду с флебодеструктивным вмешательством, была выполнена реваскуляризация хориоидеи с использованием биоматериала «Аллоплант». В ходе операции выкраивается эписклеральный васкуляризированный лоскут, после чего последний распластывается в супрахориоидальном пространстве, поверх которого укладывается «Аллоплант» для реваскуляризации хориоидеи.
После имплантации биоматериал замещается васкуляризированной рыхлой волокнистой соединительной тканью, служащей морфологическим субстратом для формирования сосудистого анастомоза между эписклеральными сосудами и хориоидеей, посредством которого происходит активизация хориоидального кровотока. Через трое суток после хирургического вмешательства как в основной, так и в контрольной группах основными патогистологическими проявлениями были: резкое полнокровие венозной сети хориоидеи, периваскулярный отек с диапедезом эритроцитов в периваскулярное пространство, межуточный и внутриклеточный отек нейроглии сетчатки, с преимущественно высокой степенью выраженности в контрольной группе. В контрольной группе гистологические изменения исследованных оболочек на 30-е сутки, характеризовались диффузной нейрональной дистрофией сетчатки, с нарушением стратификации ядер нейронов и уменьшением их клеточной плотности. В опытной группе к 30-м суткам каких-либо стойких патогистологических изменений в данных наблюдениях отмечено не было. При офтальмоскопии в контрольной группе отмечалось разрежение гемофтальма к 30-м суткам, а в опытной группе кровь в витреальной полости исчезла к 10 суткам, а стекловидное тело стало прозрачным. Выявленный маршрут миграции метиленового синего позволяет сделать вывод, что элиминация крови из витреальной полости происходит трасретинально и в конечном итоге резорбируется на уровне хориокапилляров хориоидеи. Однако основной объем крови резорбируется цилиарным телом.
Аллотрансплантационное вазореконструктивное вмешательство является эффективным способом активизации хориоидального кровотока инициирующего рассасывание гемофтальма.
к содержанию | опубликовать статью
Проблема восстановления поврежденной мышечной ткани так же актуальна, как и любой другой ткани человека. Результаты наших многолетних исследований показали, что полноценная регенерация тканей возможна при трансплантации низкоантигенных аллогенных биоматериалов. Пересаженные биоматериалы замещаются структурно совершенным регенератом и эффективно предупреждают развитие рубцовых изменений. Установлено, что механизмы повышения эффективности регенерации при этом кроются в оптимизации взаимоотношений клетка-матрикс и межклеточной кооперации, ключевую роль в которой играют макрофаги.
Изучить влияние аллогенных биоматериалов на процессы регенерации различных типов мышечных тканей.
Объемно-волокнистый биоматериал имплантировали в дефект стенки маточного рога (39 кроликов); в дефект скелетной мышцы крысы имплантировали структурно-модифицированный сухожильный губчатый биоматериал (25 крыс). Для стимуляции регенерации сердечной мышцы 48 кроликам моделировали острый инфаркт миокарда путем перевязки левой коронарной артерии, и через 5 суток интрамиокардиально вводили суспензию аллогенного диспергированного биоматериала в физиологическом растворе. Животных выводили из опыта на 7, 14, 30, 60, 120 и 180 сутки после операции. Были проведены гистологические, электронно-микроскопические и иммуногистохимические исследования.
Лизис и резорбция макрофагами объемно-волокнистого биоматериала в дефекте стенки маточного рога кроликов сопровождались привлечением в зону имплантации множества малодифференцированных клеток, дальнейшей их дифференциации в гладкие миоциты и последующему митотическому делению. Иммуногистохимически выявлялась высокая пролиферативная активность клеток, они метились моноклональными антителами к ядерному антигену пролиферирующих клеток (PCNA), и низкий уровень содержания в тканях цитокина трансформирующий фактор роста TGF-β1, известного как индуктор фиброза или рубцевания. На 180 сутки на уровне восстановленного мышечного слоя в зоне имплантации биоматериала выявлялась лишь некоторая атипия общей структуры стенки рога матки. Не было четкого разделения на циркулярный и продольный мышечные слои: новообразованные тяжи миоцитов располагались в косом направлении и разделялись прослойками соединительной ткани.
При имплантации губчатого трансплантата в дефект скелетной мышцы крысы в начальные сроки эксперимента активизировались не только макрофаги, но и миосателлитоциты сохранившихся мышечных волокон. В результате их митотического деления появлялись миобласты, которые дифференцировались, накапливая в цитоплазме фрагменты специфических миофибрилл, объединялись в симпласты, формировали «почки роста» на окружающих мышечных волокнах, прорастали вдоль коллагеновых волокон внутрь замещающегося трансплантата, полностью закрывая дефект в скелетной мышце крысы в течение 2-3 месяцев.
После введения в ишемически поврежденный миокард диспергированного аллогенного биоматериала выраженная макрофагально-мезенхимальная клеточная реакция приводила к появлению большого количества новообразованных сосудов и специфических тканевых элементов в зоне повреждения миокарда. С третьей недели после операции на границе рыхлого соединительнотканного регенерата и окружающих мышечных волокон определялись цепочки малодифференцированных клеток. Ультраструктура клеток была схожа с таковой миобластов миокардиальных пластинок в эмбриогенезе. Окруженные новообразованными коллагеновыми волокнами регенерата миобластоподобные клетки были инкорпорированы между собой и объединены в группы по типу симпласта, что свидетельствовало об их функциональной детерминации. Выявленные миобластоподобные клетки могли указывать на дифференциацию мезенхимальных клеток в кардиомиоциты и свидетельствовать о признаках регенерации сердечной мышцы. Через 180 суток в месте введения биоматериала определялся регенерат, представляющий собой васкуляризированную рыхлую соединительную ткань с прослойками мышечных волокон. Несомненно, что такой регенерат в миокарде в функциональном отношении предпочтительнее, чем бессосудистая плотная фиброзная ткань, которая уже через месяц выявлялась на месте погибших кардиомиоцитов у кроликов контрольной группы.
Результаты исследования показали, что реализация процессов регенерации мышечной ткани после трансплантации аллогенных биоматериалов осуществляется на основе механизмов физиологической регенерации, характерной для конкретного типа ткани.
к содержанию | опубликовать статью
В настоящее время трансплантация тканей является одним из основных направлений в восстановительной и пластической хирургии. Однако пересадка тканей традиционно рассматривается, прежде всего, как способ замещения дефектов, образующихся вследствие травм или иссечения патологически измененных тканей. Проведенные нами экспериментальные и клинико-морфологические исследования позволили открыть новый аспект использования аллогенных биоматериалов, направленный не на замещение физических дефектов, а на стимуляцию регенерации тканей при патологии дегенеративно-дистрофического характера. Это связано с разработкой диспергированного биоматериала «Аллоплант™» (ДБА), который после введения в организм подвергается наиболее интенсивному ферментативному лизису и резорбции.
Морфологический и иммуногистохимический анализ результатов экспериментов с моделированием ряда патологий (цирроз печени, глаукома, имплантация ксеногенных биоматериалов), а также результатов лечения некоторых дегенеративно-дистрофических заболеваний позволил выявить универсальный механизм влияния ДБА на характер межклеточных взаимодействий в системе «клетки-строма».
Как известно, ключевым фактором в развитии большинства дегенеративно-дистрофических заболеваний является нарушение баланса в системе «клетки-строма», что проявляется в виде фиброза. Как показали наши исследования, первичным звеном, инициирующим указанные нарушения, является повреждение резидентных макрофагов и уменьшение их популяции (звездчатых ретикулоэндотелиоцитов – в печени, стромальных меланоцитов – в сосудистой оболочке глаза, гистиоцитов – в соединительной ткани и т.д.). Указанный процесс сопровождается повышением экспрессии трансформирующего фактора роста (TGF-β1). Установлено, что TGF-β1 стимулирует пролиферацию фибробластов и синтез коллагена и, таким образом, индуцирует фиброз.
После инъекции суспензии ДБА в очаге введения наблюдается концентрация моноцитов, вышедших из кровеносного русла, которые затем дифференцируются в фенотипически зрелые тканевые макрофаги. Исследование их ультраструктуры показало, что указанные макрофаги обладают высокой лизосомальной и фагоцитарной активностью. Иммуногистохимически в эти же сроки экспериментов выявлялась повышенная экспрессия фактора некроза опухоли (TNFα), который, как известно, конкурентно ингибирует активность TGF-β1. В дальнейшем за счет ферментативной и фагоцитарной активности макрофагов происходит лизис не только частиц введенного биоматериала, но и коллагеновых волокон, образовавшихся при фиброзе. Исчезновение фиброзных изменений в тканях приводит к восстановлению кровеносных сосудов, нервных окончаний и других дифференцированных элементов.
Таким образом, имплантация ДБА индуцирует восстановление популяции резидентных макрофагов, главного фактора в регуляции системы «клетки-строма», что проявляется в восстановлении нормальной структуры тканей.
к содержанию | опубликовать статью
Регенерация оставшейся печеночной паренхимы после удаления доброкачественных опухолей и кист, а также после резекции при диффузных заболеваниях печени, является одним из важнейших показателей в хирургической гепатологии, определяя во многом исход операций.
В эксперименте изучить морфологические изменения оставшейся части цирротически измененной печени после её резекции и введения в нее аллогенного диспергированного биоматериала «Стимулятор регенерации».
Эксперименты проведены на 29 кроликах обоего пола породы «Шиншилла» весом от 2,5 до 4,5 кг. На первом этапе всем животным моделировали цирроз печени путем подкожного введения 50% масляного раствора четыреххлористого углерода CCl4 из расчета 0,1–0,2 мл на 1 кг веса животного в течение 3 месяцев. Животных разделили на 3 группы. После формирования цирротических изменений печени в двух группах производилась лапаротомия с резекцией ½ доли печени. Во второй группе дополнительно вводили аллогенный диспергированный биоматериал «Стимулятор регенерации» в физиологическом растворе. Третья группа животных служила контролем (спонтанная регенерация). Были проведены гистологические и электронно-микроскопические методы исследования.
В первой группе животных после резекции 1/2 цирротически измененной печени компенсаторно-восстановительные процессы протекали большей частью за счет гипертрофии гепатоцитов, их ядер и печеночных долек. Выявлялись признаки и интенсивной пролиферации гепатоцитов. Относительное число двуядерных гепатоцитов к 7 суткам резко повышалось (51,9±4,4% при р<0,01), на 14 сутки оно уже составляло 63,7±5,3% (р<0,01). Через месяц количество двуядерных клеток падало (48,3±2,9% при р<0,01), а через 120 суток определялось в пределах нормы (21,7±1,1% при р<0,01). Регенерация печени после её резекции протекала интенсивнее в начальной стадии процесса с восстановлением структуры гепатоцитов и с истончением фиброзных тяжей, но не заканчивалась полной инволюцией соединительной ткани.
Во второй группе животных после введения «Стимулятора регенерации» в оставшуюся после резекции часть печени, биоматериал подвергался резорбции макрофагами и способствовал усилению пролиферативной активности гепатоцитов. Это выражалось в виде увеличения относительного количества двуядерных клеток, которые составили 54,5±4,7% (р<0,01) через 14 суток и неуклонно продолжали увеличиваться до 30-х суток (73,5±6,9% при р<0,01). В цирротически измененной печеночной паренхиме большей частью утраченный и функционально ослабленный восстанавливался пул резидентных макрофагов – клеток Купфера. Через 30 суток электронная микроскопия показала, что в синусоидах и в прослойках соединительной ткани выявляются признаки выраженного лизиса коллагеновых волокон, и в значительном количестве определяются активные макрофаги, фагоцитирующие их. Через 120 суток цирротическая соединительная ткань полностью исчезала, а паренхима печени кроликов принимала обычный для нормы вид.
В 3 группе животных при спонтанной регенерации печени, деструктивные процессы продолжали нарастать вплоть до 7 суток, несмотря на прекращение введения ССl4. Определялись единичные фигуры митозов, носящие атипичный характер. Цирротические изменения в паренхиме печени в виде соединительнотканных тяжей между ложными дольками, хотя и несколько истончались, не исчезали окончательно вплоть до конца опытов. Относительное количество двуядерных гепатоцитов уменьшалось в ранние сроки на 7 сутки до 4,6±2,4% (р<0,001) и оставалось примерно на одном уровне с небольшими отклонениями до 90 суток. Через 120 суток после отравления относительное количество двуядерных гепатоцитов увеличивалось незначительно, составив 8,5 ±6,8% (р<0,001).
Темп активации пролиферативных и восстановительных процессов в цирротически измененной паренхиме печени при её резекции выражен в наибольшей степени при использовании биоматериала «Стимулятор регенерации», введение которого вызывает интенсивную пролиферацию гепатоцитов, восполнение популяции и активацию макрофагов печени, что способствует инволюции соединительной ткани и восстановлению структуры печени.
к содержанию | опубликовать статью
Существующие методы, направленные на усиление репаративной регенерации при хронических гепатитах и циррозах печени, в большинстве случаев дают определенный положительный эффект, но кардинально не решают проблему. В последние годы перспективным считается пересадка фетальных тканей человека. Другим способом коррекции патологического процесса является введение в паренхиму печени аллогенного биоматериала «Стимулятор регенерации». В связи с разными механизмами стимулирующего воздействия на регенерацию печени «Стимулятора регенерации» и фетальных тканей человека, возникла гипотеза о потенцировании их эффекта при совместном применении.
В эксперименте изучить эффективность регенерации печени после применения фетальной ткани и биоматериала «Стимулятор регенерации» в эксперименте.
Эксперименты проведены на 69 крысах линии Вистар (самцы, m=250-300 гр.). На первом этапе всем животным внутрижелудочно вводили тетрахлорметан (СCl4) по 0,1-0,2 мл в 50% раствора в растительном масле три раза в неделю в течение трех месяцев. К концу третьего месяца морфологически было подтверждено возникновение классической картины декомпенсированной формы цирроза. Животных разделили на 2 группы. Летальность составила 19,44%. Отмечено снижение массы тела у каждой особи в среднем на 45±9,7 гр. В первой группе животных (24) вводили биоматериал «Стимулятор регенерации». Во второй группе крыс (36) под эфирным наркозом после обработки операционного поля в эпигастрии предбрюшинно выполняли инъекцию 1 мл суспензии (3-5×105 ядросодержащих клеток) фетальных тканей печени крыс (Патент РФ, № 2161036). Забор материала 7, 14, 21, 30, 90, 180 сутки. Были проведены гистологические и электронно-микроскопические методы исследования.
После введения аллогенного биоматериала в цирротически измененную печень крыс происходила увеличение количества и активация печеночных макрофагов, что приводило к резорбции избыточной соединительной ткани и созданию условий для пролиферации гепатоцитов. Введение в цирротически измененную печень крыс диспергированного аллогенного биоматериала «Стимулятор регенерации» и внутрибрюшинное введение фетальной ткани вызывало приток в паренхиму печени из сосудистого русла значительного количества моноцитов, которые дифференцировались в макрофаги. Активированные макрофаги лизировали и резорбировали избыточные коллагеновые волокна в цирротически измененной печени. Развивались репаративно-восстановительные процессы, выражающиеся как в гипертрофии и полиплоидизации ядер гепатоцитов, так и в интенсивной пролиферации гепатоцитов. Гипертрофия и полиплоидизация ядер гепатоцитов преобладала в начальные сроки эксперимента (7-14 суток). В дальнейшие сроки превалировали процессы активной пролиферации печеночных клеток. В результате вышеназванных процессов цирротическая соединительная ткань между печеночными дольками подвергалась инволюции. Через полгода структура и масса органа восстанавливались. Наблюдалось раннее восстановление функциональных показателей печени, по сравнению с показателями первой группы.
При сочетанном применении аллогенного биоматериала «Стимулятор регенерации» и фетальной ткани происходит потенцирование влияния, выражающееся в пролиферации и полиплоидизации гепатоцитов, резорбции избыточной соединительной ткани, восстановлении структуры и массы органа, и в раннем восстановлении функциональных показателей печени. Положительные результаты экспериментов позволяют рекомендовать начать клиническое применение фетальной ткани печени в сочетании с аллогенным биоматериалом в комплексном хирургическом лечении больных с хроническими активными гепатитами и циррозами печени вирусной, алиментарно-токсической и лекарственной этиологии.
к содержанию | опубликовать статью
В более ранних публикациях нами показано, что возможными критериями при подборе донорских тканей для клинической трансплантации являются их анатомическая структура и биомеханические свойства. При этом из анатомической структуры наиболее важной представлялась фиброархитектоника, а из биомеханических свойств – предел прочности, модуль упругости и относительное удлинение биоматериалов (Мулдашев Э.Р., 1994; Нигматуллин Р.Т., 1996-2000). На основании указанных критериев соединительнотканные трансплантаты были сгруппированы нами в четыре основных типа: с преимущественно фиксирующими свойствами, имеющие высокие показатели модуля упругости и предела прочности на линейное растяжение; биоматериалы с каркасными свойствами, адаптированные к деформации на изгиб; биоматериалы для объемной пластики, обладающие высоким модулем упругости при деформации на сжатие; биоматериалы для мембранной пластики, обладающие широким диапазоном пластической деформации и потому хорошо адаптирующиеся к поверхности тканевого ложа.
Проведенные в последние годы исследования показали, что как анатомические, так и биофизические критерии должны быть значительно расширены и при этом необходимо учитывать следующие дополнительные факторы. В частности, в орбиту анатомических критериев должны быть включены морфофункциональные характеристики тканевого ложа. При этом исключительное значение придается таким структурам как лимфатическое русло контактной зоны. Так, нами показано, что при пересадке многих видов тканевых трансплантатов следует говорить о лимфосорбирующих механизмах, участвующих во всех звеньях реакции организма на пересаженный биоматериал. Подобный подход позволил обосновать ряд лимфосорбирующих трансплантационных операций в кранио-фациальной области, обеспечивающих локальную доставку лекарственных препаратов и их носителей в виде компонентов биоматериала в очаг поражения. По данным технологиям готовятся отдельные публикации.
В анатомической плоскости следует также рассматривать представительство периферических органов иммунной системы в тканевом ложе. Данный фактор по результатам наших наблюдений играет оптимизирующую роль в реализации репаративных процессов (Арефьев К.А., 2004). И, наконец, фактор функциональной нагрузки, который сопряжен как с трансплантатом, так и с тканевым ложем. Адекватная функциональная нагрузка при любой аллотрансплантации рассматривается нами как один из факторов моделирования регенерата
(Щербаков Д.А., 2011).
Биомеханические параметры мы также расширили и включили в эту сферу такие важнейшие биофизические критерии как жесткое и гидростатическое тканевое напряжение в самом трансплантате и, что особенно важно, в тканевом ложе. При этом, прослежены указанные биофизические параметры до трансплантации биоматериала, а также в различные сроки после его пересадки. Проведенные исследования показали, что трансплантация биоматериалов является эффективным инструментом воздействия на все компоненты тканевого напряжения. Так на фоне существенного снижения суммарного тканевого напряжения при различных патологических состояниях (атрофия органов, инволютивные изменения, хронические воспалительные процессы) инъекционное введение диспергированных форм аллогенных биоматериалов в ранние сроки приводит к значительному повышению показателей тканевого напряжения и в последующем сопровождается его нормализацией (Гизатуллина Э.Р., 2007; Мухаметова З.Р., 2010). По мнению А.К. Макарова (1983) и Ю.В. Лебединского (2005) физиологическая динамика тканевого напряжения является важным условием регенерации различных анатомических структур.
Таким образом, исследуемые нами анатомические и биофизические критерии следует рассматривать как существенные факторы реализации морфогенетических взаимодействий в системе трансплантат-реципиент.
к содержанию | опубликовать статью
Лаборатория консервации тканей Всероссийского центра глазной и пластической хирургии изготавливает широкий спектр биоматериалов, защищенных товарной маркой «Аллоплант». Часть из производимых трансплантатов находит свое применение в эстетической хирургии при коррекции врожденных и приобретенных дефектов мягкого остова лица, а также в профилактике инволютивных изменений кожного покрова. В настоящей статье обобщается опыт использования данных биоматериалов в профильных центрах кранио-фациальной хирургии. Авторы также исходили из того, что создание новых трансплантационных технологий требует анатомического и биомеханического обоснования.
С использованием комплекса гистотопографических методов на материале 12 трупов обоего пола изучены формации мягкого остова кранио-фациальной области. Так же прослежены ближайшие и отдаленные результаты моделирования соединительнотканных структур лица с использованием аллотрансплантатов. При этом в динамике регистрировалось тканевое напряжение кожи (ТН).
Исследования показали, что все соединительнотканные образования лица формируют единый мягкий остов, в котором выделяется два типа анатомических структур: динамические и опорные. Динамические структуры мягкого остова лица представлены тремя видами скользящих систем, характерных для различных топографических областей: фасциальный тип, жировой тип и смешанный тип (Нигматуллин Р.Т. 2002). Опорный соединительнотканный комплекс представлен собственно кожей, соединительнотканными подкожными тяжами, поверхностной фасцией, фасциальными узлами. В области лица и свода черепа нами выделено два типа фасциальных узлов: первый тип формируется на стыке фасциальных образований и имеет опору на костных структурах. Второй тип фасциальных узлов формируется на стыке соединительнотканных отрогов, идущих от эпимизия мимических мышц, дермы, собственной пластинки слизистой оболочки в щечной и ротовой области. Они не имеют костной опоры и находятся в толще мимической мускулатуры.
Приведенные результаты анатомических исследований позволили разработать два метода оперативного лечения деформаций кожи лица с применением биоматериалов «Аллоплант». Метод пластики с использованием структурированного каркасного биоматериала «Аллоплант» (патент № 2317025 «Способ хирургического лечения глубоких борозд кожного покрова с применением аллотрансплантата для контурной пластики лица», опубликованный 20.02.08). Данная методика позволяет восстанавливать каркасные и опорные структуры мягкого остова лица. Метод инъекционного введения диспергированного биоматериала «Аллоплант» (ДБА) разработан с целью коррекции морщин первой и второй степени, а также устранения незначительных дефектов кожного покрова, восстановления динамических структур мягкого остова.
Учитывая тот факт, что ТН является интегративным признаком состояния кожных покровов, мы провели его исследование в различные сроки в динамике после выполнения хирургической коррекции деформаций кожи лица с использованием биоматериала «Аллоплант» для каркасной пластики и ДБА. В челюстно-лицевой области тканевое напряжение кожи у лиц первого периода зрелого возраста варьирует в пределах 539,0±64,54 Па. При инволютивных изменениях происходит снижение выбранного показателя: во втором периоде зрелого возраста (36-55 лет) ТН составляет 285,4±30,38 Па. В отдаленные сроки (360-е сутки) после хирургической коррекции кожных деформаций с использованием биоматериала для каркасной пластики достигается нормализация ТН – 703,0±30,31 Па. При использовании диспергированной формы «Аллопланта» ТН на 360-е сутки также колеблется в пределах нормы – 460,6±24,66 Па.
Биоматериалы «Аллоплант» для каркасной пластики и его диспергированная форма позволяют моделировать структуры мягкого остова лица (дермы, гиподермы, фасциальных узлов) и могут быть использованы для хирургической коррекции деформаций кожи. При использовании разработанных методик получены хорошие косметические результаты в 90,8±13,5% случаев.
к содержанию | опубликовать статью
Дальнейшие исследования в области экспериментальной миотендопластики составят теоретический базис современной реконструктивной и восстановительной хирургии скелетных мышц.
Изучить формообразующую роль трансплантата аллогенного сухожилия и его губчатой модификации при репаративной регенерации скелетной мышцы как органа.
Выполнены экспериментальные исследования на скелетных мышцах с использованием аллогенных соединительнотканных биоматериалов. В контрольной серии (n=36) смоделированный дефект 1/3 брюшка икроножной мышцы крысы Вистар замещался сухожильным трансплантатом. В опытной серии (n=36) для восполнения мышечного дефекта использовался комбинированный трансплантат (губчатый биоматериал и сухожильный трансплантат). В обеих сериях область трансплантации окутывалась мембранным биоматериалом.
Сухожильный трансплантат при подсадке в область дефекта икроножной мышцы и ориентации соответственно вектору функциональной нагрузки постепенно замещается плотной оформленной соединительной тканью. Мышечно-соединительнотканный регенерат, полученный на 90-е сутки имеет примерно одинаковое содержание плотной оформленной соединительной ткани и скелетной мышечной ткани (коэффициент оптической анизотропии в 2,35 раза больше от изначальных величин).
Применение губчатого трансплантата в комбинации сухожильным для замещения дефекта скелетной мышцы, позволяет добиться формирования мышечно-соединительнотканного регенерата с преобладанием скелетной мышечной ткани (86,3±1,79 % на 90-е сутки, что в 1,64 раза выше (p<0,05) в сравнении с контролем). Важным является раннее восстановлением кровоснабжения. На 30-е сутки в зоне трансплантации регистрируется увеличение суммарной площади просвета капилляров в 1,69 раза в сравнении со значениями, полученными в интактном мышечном брюшке (p<0,05). В финале репаративных процессов сохраняется относительно высокий уровень СППК, чем в норме (p>0,05). В отдаленные сроки наблюдается полное (94-99%) восстановление утраченного объема мышечного брюшка. Ширина брюшка икроножной мышцы в области смоделированного дефекта и последующей миопластики на 90-е сутки эксперимента в 1,48 раза больше значений, полученных в контроле.
В опытной серии реализуются два механизма восстановления мышечной ткани, регистрируемые на электронно-микроскопическом уровне. С одной стороны происходит пролиферация жизнеспособных поврежденных мышечных волокон из краевой зоны мышечного дефекта в каналы губчатого трансплантата. Вторым механизмом является ранняя миграция (7-е сутки) миосателлитоцитов в губчатый трансплантат их фиксация на стенках каналов биоматериала и пролиферация с формированием нового мышечного симпласта. Мембранный трансплантат в обеих сериях экспериментов в ранние сроки ограничивает область дефекта скелетной мышцы от инвазии клеток соединительной ткани, а в отдаленные сроки замещается плотной оформленной соединительной тканью с поливекторной ориентацией коллагеновых волокон, формируя скользящие структуры.
Трансплантат аллогенного сухожилия и его губчатая модификация в комбинации с мембранным трансплантатом позволяют смоделировать соединительнотканную строму скелетной мышцы и, тем самым, оптимизировать репаративную регенерацию мышцы как органа. При этом каждый трансплантат выполняет свою формообразующую роль.
к содержанию | опубликовать статью
Важнейшей технологической стадией изготовления медицинского изделия (МИ), является обеспечение его стерильности. Общепризнанными являются три процесса стерилизации: ионизирующий или радиационный; паровой (как правило, это автоклавирование) и газовый (как правило, это окись этилена). Для каждого вида продукции существует свой оптимальный процесс стерилизации, но самый надежный, дающий гарантию сроком до 5 лет – это радиационный. До недавнего времени обязательными считались стандартные дозы облучения 25 кГр, но для некоторых изделий эта доза является разрушительной. Примером могут служить изделия, изготовленные на основе биологических тканей, такие как склероукрепляющий материал из твердой мозговой оболочки человека или перикарда животных. Более того, подобные изделия могут находиться в консерванте, и радиационное облучение может вызывать его радиолиз.
По международному опыту внедрения стандарта качества валидация процесса облучения происходит на стадии сертификации производства и в дальнейшем ведется тщательный периодический контроль над этим процессом. В условиях российского производства система качества производства МИ в обязательные требования введена с января 2007 года. Официальный документ, регулирующий этот процесс является стандартом ГОСТ Р ИСО 13485-2004 «Изделия медицинские. Системы менеджмента качества. Системные требования для целей регулирования». Все этапы жизненного пути МИ должны быть учтены еще на этапах разработки и проектирования.
Согласно ГОСТ Р ИСО 11137-3-2008 Стерилизация медицинской продукции. Радиационная стерилизация. Часть 3. Руководство по вопросам дозиметрии однородность поля ПД (поглощенных доз) по всему объему образца при испытаниях продукции должна быть такова, чтобы для любых точек образца ПД отличалась не более чем на 10%. Однако важно иметь в виду, что проведение должным образом валидированного и точно контролируемого процесса стерилизации не является единственным фактором, связанным с обеспечением стерильности продукции и соответствия продукции своему назначению. Для валидации и текущего контроля процесса стерилизации также важно знать микробиологическую оценку данного процесса, т. е. количество, виды и свойства микроорганизмов.
к содержанию | опубликовать статью
С целью оценки интенсивности регенеративных процессов в зоне герниопластики после применения полипропиленовой сетки, пропитанной оксиметилурацилом в сочетании с антибиотиком цефотаксим, в эксперименте на кроликах гистологическими методами были проведены морфологические исследования.
После имплантации кроликам полимерной сетки с оксиметилурацилом со стороны окружающих тканей развивалась выраженная острая воспалительная реакция, приводящая в дальнейшем к развитию хронического гранулематозного воспаления. Фрагменты имплантированной сетки были окружены рыхлой соединительной тканью, состоящей из разнонаправленных тонких коллагеновых волокон с прослойками жировой ткани. Определялись многочисленные лимфоцитарные инфильтраты и многочисленные крупные многоядерные клетки инородных тел. К концу эксперимента через год вокруг сетки формировалась довольно толстая грубая соединительнотканная капсула, которая неплотно прилегала к ней и отходила от нее во многих участках. Очевидно, что такой комплекс из сетки с отходящей от нее капсулой вокруг не может адекватно компенсировать биомеханические нагрузки, выпадающие на область апоневроза. Кроме того, в области имплантации определялись спаечные тяжи грубой соединительной ткани.
У кроликов после имплантации полипропиленовой сетки, пропитанной оксиметилурацилом в сочетании с антибиотиком цефотаксим, со стороны окружающих тканей выявлялась относительно слабо выраженная клеточная реакция в виде инфильтрации небольшим количеством сегментоядерных лейкоцитов, макрофагов, фибробластов. Признаки иммунного воспаления в виде наличия в инфильтрате лимфоцитов или плазматических клеток не определялись. Активизировались клетки фибробластического типа. Об этом свидетельствовали лежащие между ними новообразованные тонкие фибриллы коллагеновых волокон. К 1-2 месяцам они формировались в плотные и толстые пучки разных порядков. Созревание соединительной ткани проходило постепенно с упорядочиванием коллагеновых волокон в пучках и однонаправленной их ориентацией вокруг отдельных фрагментов сетки. Через год между ячейками сетки и вокруг нее определялись большей частью широкие полосы пучков однонаправленных коллагеновых волокон, плотно обхватывающих ячейки имплантированной сетки. Вокруг сетки формировался плотный соединительнотканный регенерат, состоящий из толстых пучков коллагеновых волокон. Признаков спаечного процесса морфологически не выявлялось.
После имплантации кроликам сетки, пропитанной только антибиотиком цефотаксим, в окружающих тканях выявлялась умеренная воспалительная реакция в виде инфильтрации сегментоядерными лейкоцитами, макрофагами, фибробластами. Признаки регенераторных процессов проявлялись несколько слабее, чем во второй группе животных. Через год между ячейками имплантированной сетки и вокруг нее определялись довольно широкие полосы пучков коллагеновых волокон плотного соединительнотканного регенерата. Собственные ткани кролика были без патоморфологических изменений. Признаков спаечного процесса не выявлено.
Таким образом, наиболее надежный адекватный соединительнотканный регенерат в зоне герниопластики формируется после применения полипропиленовой сетки, пропитанной антибиотиком цефотаксим и в сочетании его с оксиметилурацилом. Полученные результаты экспериментального исследования дают основание для применения данной сетки в хирургической практике.
к содержанию | опубликовать статью
Попытка сохранения созданных в ходе операций путей оттока внутриглазной жидкости и профилактика послеоперационного рубцевания, недостаточная эффективность предлагаемых для этого методов приводит к поиску новых видов дренажей для антиглаукоматозных операций.
В эксперименте на модели кортикостероидной глаукомы изучить морфологические изменения аллогенного губчатого биоматериала, использованного в качестве дренажа при антиглаукомной операции.
Экспериментальную группу составил 21 кролик (21 глаз) с моделированной кортикостероидной глаукомой, которым была проведена антиглаукоматозная операция с использованием в качестве дренажа губчатого аллотрансплантата. Энуклеированные глазные яблоки изучались на 7, 14, 30, 90 и 180 сутки после операции стандартными гистологическими методами при помощи световой микроскопии.
В ранние сроки после операции (7-14 суток) имплантированный губчатый биоматериал в большей части своей сохранял первоначальное строение. Одним концом он свободно располагался в углу передней камеры глазного яблока кролика, а другим – в супрахориоидальном пространстве. Часть биоматериала, расположенная со стороны склеры, подвергалась слабо выраженной клеточной инфильтрации небольшим количеством нейтрофильных лейкоцитов, макрофагов и клеток фибробластического ряда. Через месяц после операции площадь инфильтрации клеточными элементами губчатого трансплантата увеличивалась, в глубоких слоях его выявлялись тяжи пролиферирующих удлиненных эндотелиальных клеток, выстилающих поры биоматериала. На 90-180 сутки после операции губчатый аллотрансплантат большей частью представлял собой из множества сообщающихся между собой и выстланных эндотелиальными клетками микрополостей, каналов и щелей ячеистую ткань, несколько напоминающую трабекулярную сеть глаза. Волокнистые балки ячеек биоматериала от трабекулярной сети отличались, вероятно, меньшей шириной трабекул. Передняя часть биоматериала свободно выступала в просвет угла передней камеры глазного яблока. У кроликов восстанавливались структура и функции клеточных и тканевых элементов оболочек глаза, стабилизировалось внутриглазное давление.
Таким образом, в результате структурных преобразований на месте имплантированного губчатого аллодренажа формируется пористая ткань, напоминающая трабекулярную сеть глаза, которая улучшает дренажную функцию глаз.
к содержанию | опубликовать статью
Изучение антимикробного эффекта различных металлокомплексов фталоцианинов на клинических бактериальных культурах.
В исследование включены наиболее часто встречающиеся в клинике при развитии хронического посттравматического остеомиелита грамположительные (Staphylococcus aureus) и грамотрицательные (Escherichia coli) штаммы. Бактериальная флора была предварительно высеяна из остеомиелитического очага. Для подготовки биоматериала к исследованию производили посев 1 петли бактериальной взвеси каждой культуры на 8 мл жидкой питательной среды (сахарный бульон). После перемешивания питательную среду с микрофлорой каждого штамма распределяли по 1 мл в 8 пробирок. Активность фталоцианинов (ФЦ) на микробную флору оценивали в присутствии восстановителя (аскорбиновая кислота) в отсутствие дополнительного облучения. В каждую пробирку с подготовленной микробной культурой добавляли 100 мкл одного из изучаемых комплексов ФЦ и 10 мкл 1% раствора аскорбиновой кислоты. В первую серию исследования были включены металлокомплексы Al-ФЦ на основе: 1) поливинилпирролидона, 2) полиэтиленгликоля, 3) тритона Х-100, 4) додецилсульфата натрия, 5) хлорида цетилтриметиламмония, 6) наноразмерного силикагеля с диаметром частиц 100 нм. В качестве контроля в 7-ю пробирку с 1 мл бактериальной среды добавляли 100 мкл физраствора, а в 8-ю 10 мкл 1% раствора аскорбиновой кислоты. После 24 часового культивирования производили посев из каждой пробирки на твердые питательные среды (среда ЭНДО для кишечной палочки и соляно-желточный агар для золотистого стафилококка). Через 24 ч культивирования подсчитывали общее микробное число выросших на чашках колоний бактерий. Во второй серии эксперимента на трех различных штаммах исследуемой микрофлоры использовали комплексы Al-ФЦ, Zn-ФЦ и Mg-ФЦ только на основе хлорида цетилтриметиламмония, где контролем был раствор самого хлорида цетилтриметиламмония без ФЦ.
В первой серии результаты, сравнимые с контрольными группами, где общее микробное число составило ≥108, получены для металлокомплекса Al-ФЦ на основе поливинилпирролидона, тритона Х-100 и наноразмерного силикагеля как для штамма Staphylococcus aureus, так и Escherichia coli. Малозначимый положительный эффект (107) отмечен у Al-ФЦ на основе полиэтиленгликоля и только в культуре Staphylococcus aureus. Антибактериальный эффект Al-ФЦ на основе додецилсульфата натрия в культуре Staphylococcus aureus составил 5*104, а в культуре Escherichia сoli также оказался малозначимым (107). Положительные результаты получены для металлокомплекса Al-ФЦ на основе хлорида цетилтриметиламмония, где в обоих исследуемых штаммах на культуральных средах в чашках Петри рост микрофлоры отсутствовал. Однако во второй, проверочной серии эксперимента на других микробных штаммах Staphylococcus aureus и Escherichia coli, во-первых, установлено, что отсутствие роста Staphylococcus aureus имеет место как в композите на основе хлорида цетилтриметиламмония и комплексов фталоцианина с Al, Zn и Mg, так и без них. Кроме того, три различные бактериальные культуры Escherichia coli оказались устойчивыми к антибактериальному воздействию изучаемых композитов второй серии эксперимента (общее микробное число составило 108).
1. Комплексы фталоцианина с Al, Zn и Mg в присутствии восстановителя аскорбиновой кислоты не проявляют антимикробной активности в культурах остеомиелитических штаммов Staphylococcus aureus и Escherichia coli.
2. Антибактериальный эффект смесей металлокомплексов фталоцианина и хлорида цетилтриметиламмония связан с активностью самого хлорида цетилтриметиламмония.
3. Различные штаммы Escherichia coli из остеомиелитических очагов не однозначны по чувствительности к хлориду цетилтриметиламмония.
Проведено исследование антибактериальной активности комплексов Al-фталоцианина на основе поливинилпирролидона, полиэтиленгликоля, тритона Х-100, додецилсульфата натрия, хлорида цетилтриметиламмония, наноразмерного силикагеля (диаметр частиц 100 нм) в присутствии восстановителя аскорбиновой кислоты на остеомиелитические клинические штаммы Staphylococcus aureus и Escherichia coli. Обнаружено отсутствие роста патогенной флоры только в комбинации комплекса Al-фталоцианина с хлоридом цетилтриметиламмония. Однако установлено, что антимикробный эффект не имеет различий в присутствии комплексов фталоцианина с Al, Zn или Mg и связан с активностью самого хлорида цетилтриметиламмония. Кроме того, 3 из 4 штаммов Escherichia coli оказались не чувствительными к хлориду цетилтриметиламмония в отличие от штаммов Staphylococcus aureus.
к содержанию | опубликовать статью
Анализ тенденций развития современных методов физико-механической обработки и разделения минерализованных биологических тканей, синтетических материалов медицинского назначения для определения путей дальнейшего совершенствования существующих технологий.
В качестве объекта исследования служили данные литературы, а также результаты собственных исследований и накопленного авторами опыта более 30-летней работы по механическому и гидродинамическому разделению костных фрагментов.
Сравнительный анализ эффективности различных методик показывает, что современные высокотехнологичные методы разделения биологических тканей с применением ультразвуковых, лазерных, плазменных технологий, применение которых связано с локальной гипертермией, являются весьма эффективными при работе с кровенаполненными паренхиматозными органами, обеспечивая минимизацию кровопотери. Однако при этом могут формироваться и обширные области карбонизации, что приводит к деструктивным воздействиям на биологические ткани и материалы и необратимым, изменениям их структуры и физико-механических свойств. Эти факторы, в свою очередь, могут оказывать негативное влияние на репаративные процессы в тканях.
В этой связи актуальной остается задача развития существующих и разработка новых механических средств и методов разделения биологических тканей, использование которых приводит к минимальным деструктивным изменениям в области режущего воздействия и обеспечивает новые возможности и преимущества. Этим условиям в полной мере удовлетворяет технология гидродинамической инцизии. Режущее воздействие специально сформированной высокоэнергетической жидкостной струи обеспечивает возможность максимально щадящего разделения костных фрагментов. Гистологические исследования показывают полную сохранность клеточных элементов, как компактной костной ткани (остеоцитов), так и гиалинового хряща (хондроцитов) в непосредственной близости от поверхности разреза. Поверхность полученных костных фрагментов отличается полным отсутствием зон карбонизации, а также сколов и микротрещин, характерных, как правило, при использовании большинства других методик механической и термической обработки. Применение такой технологии в условиях тканевого банка позволяет непосредственно получать костные фрагменты необходимых размеров и формы, которые не требуют дополнительной механической обработки и сразу пригодны для дальнейшей стерилизации. Причем, исходным материалом может быть не только нативная кость, но и образцы деорганифицированной и деминерализованной костной ткани. Последнее особенно важно, т.к. придание таким заготовкам необходимой формы другими механическими способами может быть сопряжено с нарушением структуры и свойств этих материалов.
Результаты проведенных многолетних исследований подтверждают эффективность использования гидродинамических технологий для резки костных фрагментов в условиях тканевого банка с получением образцов необходимой формы и высокого качества поверхностей для изготовления костных имплантатов.
к содержанию | опубликовать статью
На сегодняшний день совершенствование систем, обеспечивающих функционально стабильный остеосинтез, достигает предела, обусловленного репаративными возможностями биологических тканей. Полученный результат не всегда является удовлетворительным, что требует разработки способов оптимизации репаративного процесса (Р.В.Деев с соавт. 2007). Для объективной оценки эффективности методов воздействия необходимы критерии, отражающие реакцию исследуемого объекта.
Определение параметров морфометрической оценки клеточного состава в зоне сращения отломков при заживлении ацетабулярного перелома.
Работа основана на анализе результатов эксперимента, проведенного на 12 взрослых беспородных собаках. Оперативные вмешательства выполнены под руководством д.м.н. К.П. Кирсанова. У животных опытной группы (n=6) моделировали центральный перелом вертлужной впадины, после чего осуществляли чрескостный остеосинтез. Животных выводили из опыта на 14-е и 42-е сутки фиксации аппаратом. В группе сравнения (n=6) фиксацию костных отломков не производили, биологический материал забирали в соответствующие сроки послеоперационного периода. Содержание, уход и эвтаназию осуществляли в соответствии с требованиями Европейской конвенции по защите позвоночных животных. Подготовку образцов осуществляли по общепринятым гистологическим методикам. Морфометрически оценивали общую численную плотность дифференцированных форм клеток соединительной и опорных тканей (NАсо), фибробластоподобных (NАфбл), хрящевых (NАх), костных (NАк), моно- и полинуклеарных фагоцитирующих (NАфг), клеток сосудистого эндотелия (NАэ) в 1мм2 площади среза. Статистический анализ данных выполнен в электронных таблицах Microsoft Excel.
На 14 сутки послеоперационного периода в обеих группах диастаз между отломками заполняла рыхлая волокнистая соединительная ткань, очаги остео- и хондрогенеза локализовались на раневых поверхностях отломков. В опытной группе NАсо составляла 3061±130,5; NАфбл – 2465,2±57; NАх – 5,6±5,6; NАк – 655±243,8; NАфг – 204±131,4; NАэ – 82±26,4. В группе сравнения NАсо равнялась 1619±68,4; NАфбл – 1476±63,8; NАх – 0; Nк – 137±17,8; NАфг – 455±22,9; NАэ - 61±4,4. Через 42 суток после операции сращение отломков формировали преимущественно соединительная и, в меньшей степени - хрящевая и костная ткани. При этом в опытной группе NАсо равнялась 2502±149,9; NАфбл – 1316±27,3; NАх – 412±20,5; NАк – 816±215,5; NАфг – 6±6,4; NАэ – 177±7,9. В группе сравнения значение NАсо соответствовало 1796±62,6; NАфбл – 925±132,7; NАх – 698±163,8; NАк – 174±19,1; NАфг – 0; Nэ – 77±3,2. Межгрупповые различия были значимыми для показателей численной плотности клеток соединительной и опорных тканей, сосудистого эндотелия (р<0,05).
Влияние стабильной фиксации отломков на клеточный состав зоны сращения ацетабулярного перелома, одного из самых тяжелых видов суставной травмы, выражается в увеличении клеточной плотности соединительной и опорных тканей, а также численности клеток сосудистого эндотелия. Созданные биомеханические условия признаны более благоприятными, но не оптимальными, так как не обеспечивают доминирование остеобластического дифферона в течение всего периода фиксации аппаратом, что является основанием для поиска дополнительных способов оптимизации репаративного процесса.
к содержанию | опубликовать статью
По современным требованиям хирургический шовный материал помимо атравматичности, гибкости и прочности, должен обладать биосовместимостью и способностью к биодеградации.
Изучение морфологических изменений в тканях при применении аллогенного и синтетического шовного материалов.
Морфологические исследования проводили на биопсийном материале, взятом при выполнении повторных корригирующих операций. Биопсия была произведена у 16 пациентов в сроки 4, 6 месяцев, 2 и 4 года после операции. При этом исследуемый материал был разделен на две группы. В первую группу вошел биопсийный материал, содержащий синтетические нити с окружающими тканями, полученный от 5 пациентов. Во вторую группу – материал от 11 пациентов, содержащий шовный материал из аллогенных сухожильных нитей серии «Аллоплант». Парафиновые срезы окрашивали гематоксилином-эозином и по методу Ван Гизона.
Результаты наших исследований показали, что уже в ранние сроки после проведенной операции на волокна синтетического шовного материала возникает реакция окружающих тканей в виде гранулематозного воспаления. В воспалительном инфильтрате определялись гигантские клетки инородных тел, большое количество эозинофилов и лимфоцитов и фибробластов. В более поздние сроки исследования (до 2 лет) вокруг и между волокон синтетического шовного материала наблюдалось разрастание грубой, фиброзной ткани, а также продолжали определяться клетки инородных тел и лимфоциты. Структура самого шовного материала оставалась неизмененной. При исследовании реакции тканей на шовный материал из аллосухожильных нитей через 4-6 месяцев после проведенных операций вокруг материала отмечалось небольшое скопление фибробластов и макрофагов, а лимфоциты не обнаруживались. Сами аллосухожильные нити по периферии замещались соединительной тканью с нежными коллагеновыми волокнами и большим количеством фибробластов. Встречались участки незамещенных, гомогенных, однонаправлено расположенных толстых коллагеновых волокон без клеточных элементов. В биопсийном материале через 2-4 года после проведенных операций аллосухожильные нити претерпели полную биодеградацию и заместились оформленной соединительной тканью, состоящей из упорядоченных коллагеновых волокон и умеренного количества фибробластов и фиброцитов. Сформировавшийся регенерат плотно срастался с окружающими тканями и по структуре почти не отличался от них.
Таким образом, аллосухожильные нити серии «Аллоплант» в качестве шовного материал в отличие от синтетического шовного материала, являются низко иммуногенным, полностью биодеградируемым материалом. Их свойства удовлетворяют современные требованиям, предъявляемым к хирургическим нитям. Предпочтительно использовать в качестве шовного материала аллосухожильные нити, так как вокруг синтетических нитей развиваются очаг хронического воспаления, и формируется грубая рубцовая ткань.
к содержанию | опубликовать статью
Одной из причин неудач при ревизионном эндопротезировании является сохранение в послеоперационном периоде в прилежащей к имплантату кости превалирования процессов резорбции над костеобразованием. Возможность подавления резорбции бисфосфонатами, в том числе и при их местном использовании в составе биокомпозиционного материала, по мнению некоторых исследователей, усугубляет ситуацию за счет одновременного угнетения костеобразования. Низкий уровень ремоделирования в этих случаях приводит к дальнейшей потере костной массы в зоне вмешательства.
Оценить в эксперименте влияние бисфосфонатов в составе биокомпозиционного материала на массу кости как в зоне оперативного вмешательства, так и в сегменте в целом.
Исследование проводилось как сравнительное с контролем. 60 самок белых нелинейных крыс, массой тела 130-150 гр. были разделены на 6 групп. В 3-х группах дефект большеберцовой кости заполнялся биокомпозиционным материалом в виде геля (патент РФ № 2325170), соединенным с различными бисфосфонатами (ибандроновая кислота («Бонвива»), золедроновая кислота («Акласта»), алендронат натрия («Фосамакс») применялся совместно с недеминерализованным лиофилизированным костным имплантатом. В контрольных группах дефект заполнялся недеминерализованным лиофилизированным костным имплантатом с биокомпозиционным материалом без бисфосфоната, во второй контрольной группе недеминерализованным лиофилизированным костным имплантатом без биокомпозиционного материала, в третьей – дефект не заполнялся.
Оценка минеральной плотности кости (МПК) в зоне вмешательства и в сегменте в целом проводилась с помощью рентгеновской денситометрии (Hologic, программа для мелких животных Performing and Analyzing Small Animal Studies).
Сравнение (простой дисперсионный анализ) МПК всех групп с использованием бисфосфонатов с одной стороны, с МПК всех групп контроля с другой стороны выявило достоверные различия (р<0.002).
Анализ, с применением парного t-критерия, средних значений МПК в объединенной группе с использованием бисфосфонатов и объединенной группы контроля, подтвердил, что МПК в зоне вмешательства в группе с бисфосфонатами достоверно выше, чем в контроле: соответственно 0.320±0.008 г/см2, против 0.285±0.019 г/см2(р=0.002). При исключении из анализа группы, где дефект не заполнялся, тенденция к различиям сохранялась: 0.320±0.008 г/см2 против 0.308±0.002 г/см2 (р=0.11).
Средние значения МПК целого сегмента при использовании бисфосфонатов также оказались достоверно выше, чем в контроле, как с включением в анализ группы без замещения дефекта, так и с ее исключением. Так при включении в анализ всех групп контроля средние значения МПК в группе с бисфосфонатами составило 0.307±0.01 г/см2 против 0.272±0.12 г/см2 (р<0.001). При исключении из анализа группы без замещения дефекта значения МПК были соответственно: 0.307±0.01 г/см2 против 0.285±0.01 г/см2 (р=0.01).
Достоверное по сравнению с контролем увеличение МПК в группе с использованием бисфосфонатов исключает возможность негативного влияния бисфосфонатов на процесс костеобразования. Отмеченный положительный костный баланс подтверждает способность бисфосфонатов сохранять механизм ремоделирования на физиологическом уровне.
к содержанию | опубликовать статью
Считается, что развивающиеся после имплантации дегенеративные изменения в структуре трансплантатов клапанов сердца и сосудов (ТКСС) во многом обусловлены иммуногенностью клеток донора, обеспечивающей фиброзные изменения и усиливающей минерализацию очага отторжения. По этой причине децеллуларизация (разрушение клеток донора) рассматривается как перспективное направление повышения биосовместимости ТКСС. Однако возникает вопрос, насколько обоснована такая точка зрения.
Целью данной работы являлось исследование влияния децеллуларизации ТКСС на степень их минерализации после имплантации.
Для децеллуларизации ТКСС применяли в основном известные из литературы способы, включая следующие: 1) девитализация гипотоническим шоком с нуклеазами, 2) ферментативная децеллуларизация (0.05% трипсин/ 0.02% ЭДТА, нуклеазы, 48 часов), ферментативная децеллуларизация, модифицированная путем применения краткосрочной трипсинизации с последующей длительной инкубацией в физиологических условиях, 3) а также детергент-децеллуларизация с помощью додецилсульфата натрия, SDS (0,1-1%), 4) или дезоксихолата натрия (1% ДОА). Децеллуларизации подвергали фрагменты стенки аорты свиньи. Оценку способности тканей к минерализации проводили с использованием модели подкожной имплантации крысам. Гистологический анализ выполняли с помощью световой микроскопии криосрезов (окраска гематоксилин/эозин, азур/эозин) и конфокальной флуоресцентной микроскопии (окраска Этидиум бромидом и Hoechst 33342). Степень минерализации ТКСС до и после имплантации оценивалась с помощью абсорбционной спектроскопии. Локализация отложений минерализованного кальция оценивалась с помощью гистохимического окрашивания криосрезов (ализариновый красный S, докраска толуидиновым синим).
Обработка ТКСС гипотоническим шоком не вызывала разрушения клеток и повреждения матрикса имплантатов, но значительно усиливала их кальцификацию после 6 недель имплантации (147.6±13.4 мкг/мг сухого веса) в сравнении с нативными фрагментами аорты (57.4±9.8 мкг/мг). Ферментативная децеллуларизация известным способом не разрушала клетки, повреждала матрикс и в значительной мере усиливала кальциноз графтов (160.1±14.6 мкг/мг). Модифицированная ферментативная обработка разрушала клетки, повреждала матрикс и значительно усиливала кальцификацию имплантируемых образцов (193.6±19.8 мкг/мг). Децеллуларизация посредством SDS разрушала клетки, повреждала матрикс (ГАГ, коллаген) и усиливала минерализацию стенок аорты (74.5±14.1 мкг/мг). Обработка посредством ДОА не разрушала ядер клеток, не повреждала матрикс и полностью подавляла минерализацию имплантированных стенок аорты (0.4±0.4 мкг/мг).
Известные способы децеллуларизации, в большинстве случаев не разрушают полностью клетки донора в ТКСС и оказывают повреждающее действие на структуру тканевого матрикса, усиливая кальцификацию имплантируемой ткани. Децеллуларизация липофильным детергентом ДОА не разрушает клетки, не повреждает матрикс и полностью подавляет кальцификацию ТКСС, что указывает на важную роль липидных компонентов матрикса в инициации кальцификации ТКСС. В докладе обсуждаются новые представления о механизмах патологической кальцификации ТКСС.
Работа выполнена с использованием оборудования ЦКП ИТЭБ РАН при финансовой поддержке МОН РФ в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы» (ГК № 02.740.11.0710 и П609).
к содержанию | опубликовать статью
Анализ основных тенденций в решении проблем фармакологической регуляции регенерации показывает широкое использование природных биологически активных веществ. Нами предложено новое средство регуляции регенераторных процессов на основе измельченных биологических тканей – диспергированные формы трансплантатов серии «Аллоплант» (ДБА).
Существенным лимитирующим фактором при производстве ДБА является высокая чувствительность биологических тканей к механическим и температурным воздействиям. Однако, применение современной техники (установок для лиофильной сушки, высокоскоростных мельниц с принудительным охлаждением, аппаратуры для рассева и фасовки), а также, разработка методов холодной электронной стерилизации способствовали максимальной оптимизации технологических процессов.
Исследование ДБА на микроскопическом и ультраструктурном уровнях не выявило видимых признаков денатурации и показало полное сохранение первичной фиброархитектоники, характерной для цельных аллотрансплантатов: сохранение тинкториальных свойств при окраске по Ван-Гизон, выраженная анизотропия коллагеновых волокон матрикса в поляризованном свете, идентичность ультраструктуры на электронно-микроскопическом уровне.
Изучение физических, физико-химических и фармацевтических свойств показало специфические особенности ДБА, которые были учтены при оптимизации ряда технологических стадий производства (высушивания, измельчения, фракционирования, фасовки), а также, при разработке методов анализа и стандартизации препарата.
Для ДБА характерны хорошая смачиваемость и высокая стабильность получаемых суспензий, способствующих удобству экстемпорального приготовления препарата, а беспрепятственное прохождение через обычные инъекционные иглы обеспечивает наиболее щадящее и малотравматичное введение в зону необходимого терапевтического воздействия.
Биохимический анализ с использованием электрофореза и хроматографии показал, что основными структурными компонентами ДБА являются коллагеновые белки и ряд гликозаминогликанов (ГАГ) – гиалуроновая кислота, хондроитин сульфат, гепаран сульфат. Использование современных методов анализа позволило с достаточной точностью определить как качественные, так и количественные показатели их содержания в ДБА. Наряду с морфологическими методами идентификации (поляризационная микроскопия, окраска по Ван-Гизон) данные аналитические методы были использованы для стандартизации ДБА при разработке нормативно-технической документации.
Терапевтическая активность коллагена и ГАГ хорошо изучена и в индивидуальном виде они широко применяются в медицине в качестве высокоэффективных лекарственных препаратов для активации обменных процессов и стимуляторов регенерации. Поэтому, не вызывает сомнений, что коллаген-гликозаминогликановые комплексы составляющие матрикс ДБА, также обладают высокой биологической активностью. Находясь в структурированном виде указанные вещества, высвобождаются в зоне введения постепенно, вначале путем экстракции из матрикса, а в дальнейшем, по мере биодеградации и резорбции трансплантата, обеспечивая тем самым пролонгированный эффект. Результаты изучения биологической активности ДБА показали выраженное воздействие на тканевые процессы.
Таким образом, проведенный комплекс технологических, аналитических и медико-биологических исследований позволяет рекомендовать диспергированные формы аллотрансплантатов серии «Аллоплант» в широкую клиническую практику.
к содержанию | опубликовать статью
Изучение воздействия лазерного излучения на структуру соединительнотканных трансплантатов.
Всего для исследования был взят материал от 20 трупов людей обоего пола от 20 до 55 лет. Трансплантаты были изготовлены из следующих анатомических структур: твердая оболочка головного мозга, фиброзная капсула почки, подкожная жировая клетчатка и дерма опорных участков стопы. Этап моделирования биоматериалов проводился с использованием комплекса лазерного моделирования, включающего в себя лазерную установку, которая в свою очередь состоит из СО2 – лазера и координатно-управляемой системы перемещения лазерного луча. Данный комплекс разработан по проекту специалистов тканевого банка Всероссийского центра глазной и пластической хирургии и изготовлен в Российском Федеральном Ядерном центре, предназначен для использования в медицине с целью автоматизации процесса изготовления различных трансплантатов (свидетельство на полезную модель РФ № 23402, Россия). Так как в процессе моделирования трансплантатов особо важным является сохранение фиброархитектоники донорских тканей, нами проведены исследования структурных изменений тканей в зоне лазерного реза с использованием набора методик от макроскопического до электронно-микроскопического уровня.
Гистологические исследования зоны лазерной резки показали, что моделирование донорских тканей с помощью СО2 –лазера сопровождается слабо выраженной локальной коагуляцией по линии реза. Так, для трансплантатов, изготовленных из фиброзной капсулы почки характерна относительно узкая зона деструкции (около 1 мкм) с вариабельной глубиной термического воздействия. Коллагеновые волокна в исследуемой зоне сохраняют свою первоначальную структуру, наблюдается лишь незначительное уплотнение коллагеновых пучков. У трансплантатов твердой мозговой оболочки зона деструкции достигает 2-4 мкм, кроме того, наблюдается частичная гомогенизация пучков коллагеновых волокон. В трансплантатах, изготовленных из подкожной жировой клетчатки и дермы опорных участков стопы, наблюдается более широкая (до 6 мкм) линия деструкции при относительно ровной ее глубине. В этом случае в зоне лазерного воздействия пучки коллагеновых волокон теряют структурную организацию и приобретают вид аморфной массы. Анализ полученных данных показал, что структурные изменения соединительнотканных трансплантатов в зоне лазерного реза в значительной степени определяются фиброархитектоникой и плотностью упаковки коллагеновых волокон самих тканей. Таким образом, использование лазера при изготовлении соединительнотканных трансплантатов сопровождается слабо выраженной локальной коагуляцией по линии реза. Ширина коагуляционной зоны варьирует от 1 до 6 мкм в зависимости от структуры ткани. Использование лазерного программного комплекса дает возможность подобрать оптимальный режим «выкраивания» для каждого вида соединительнотканных трансплантатов, что позволяет максимально сохранить структуру моделируемого трансплантата. Кроме того, использование данного комплекса обеспечивает суперточную, высокопроизводительную резку биологических тканей на заданные геометрические формы, исключает загрязнение ткани, что позволяет обеспечить конечный эффективный результат хирургической коррекции.
к содержанию | опубликовать статью
Развитие пластической хирургии связано с разработкой и применением различных методов консервации биологических тканей, одним из которых является лиофилизация.
Исследовать фиброархитектонику волокнистого остова соединительнотканных трансплантатов, подвергнутых процессу лиофилизации.
Лиофилизированные соединительнотканные трансплантаты, изготовленные из гиалинового хряща, дермы опорных участков стопы и сухожилий подвздошно-реберных мышц спины были исследованы при помощи электронной, световой и поляризационно-оптической микроскопии, методом морфометрии.
Результаты проведенных нами морфологических исследований показали, что лиофилизация оказывает различное влияние на фиброархитектонику соединительнотканных аллотрансплантатов. Физическая обработка (лиофилизация) приводит к следующим изменениям в фиброархитектонике трансплантатов сухожилия. Основное вещество между пучками коллагеновых волокон резко уменьшается в объеме, сами пучки расщепляются на волокна, расстояние между которыми увеличивается до 30 мкм. Фиброархитектоника трансплантата приобретает ячеистый вид, что свидетельствует о нарушении волокнистого каркаса. При поляризационной микроскопии выявляются типичные сетчатые структуры, размеры ячеек которых достигают 60 мкм. Данные ультраструктурного анализа также демонстрируют преобразование фиброархитектоники трансплантатов сухожилия, подвергнутых процессу лиофилизации. Пучки коллагеновых волокон расщепляются до фибриллярного состояния, образованные тонкие волокна теряют однонаправленную ориентацию и располагаются хаотично, образуя тонковолокнистую сеть.
Фиброархитектоника трансплантатов гиалинового хряща, подвергнутых процессу лиофилизации, не претерпевает структурных изменений. Данные поляризационной микроскопии демонстрируют высокую оптическую активность коллагеновых волокон перицеллюлярной капсулы и межтерриториального матрикса. Ультраструктурный анализ также свидетельствует о сохранении структуры данных трансплантатов.
Исследование структуры трансплантатов дермы, подвергнутых лиофилизации показало следующее. Фиброархитектоника лиофилизированных трансплантатов дермы сохраняет сложную пространственную организацию, коллагеновые пучки имеют извилистый ход и связаны между собой редкой сетью связочных волокон. Сохранение структуры лиофилизированных трансплантатов дермы подтверждается высокой оптической анизотропией коллагеновых волокон при поляризационной микроскопии. Следовательно, процесс лиофилизации приводит к модификации волокнистого остова с формированием ячеистых структур трансплантатов сухожилия. Однако структура самих коллагеновых волокон сохраняется, о чем свидетельствует присущая им анизотропия. У трансплантатов дермы и гиалинового хряща наблюдается сохранность структуры.
Таким образом, полученные данные позволяют сделать следующее заключение – лиофилизация, как физический метод консервации тканей, оказывает неоднозначное влияние на соединительнотканные трансплантаты и зависит от их структурной организации.
к содержанию | опубликовать статью
Дефицит костной ткани приводит к потере опорных свойств, невозможности фиксации металлоконструкций и дентальных имплантов, создает косметический и функциональный дефект. Известно использование костных аллотрансплантатов для выполнения костной пластики (Савельев В.И. 2005).
Изучить особенности замещения аллогенных измельченных костного и хрящевого биоматериалов при восполнении костных дефектов.
Была проведена серия экспериментальных исследований на кроликах породы Шиншилла. Создавались различные модели аллотрансплантации в дефекты трубчатых и смешанных по строению костей.
В контрольной серии измельченный костный аллотрансплантат при подсадке в дефект костной ткани альвеолярного отростка верхней челюсти постепенно замещается собственными тканями реципиента. При этом формируется структура соответствующая пластинчатой костной ткани.
В опытной серии восполнение костных дефектов с использованием измельченного аллогенного трансплантата реберного хряща в ранние сроки отмечается слабо выраженная реакция тканевого ложа. На 90-е сутки в области подсадки костного аллотрансплантата обнаруживались очаги хондрогенеза и остеогенеза, что свидетельствовало об энхондральном типе окостенения в зоне трансплантации. В периферической зоне наблюдалась активная сосудистая реакция окружающей ткани. Область подсадки трансплантата обильно кровоснабжалась. Сосуды из окружающих тканей беспрепятственно прорастают в область трансплантации, что объясняется измельченной структурой биоматериала, введённого в данную область. Важно отметить, что рост сосудов сопряжен с инвазией эндотелиоцитов и фибробластов, сопровождающейся пролиферацией рыхлой неоформленной соединительной ткани. В отдаленные сроки (на 180-е сутки) в области трансплантации формируется органоспецифический костный регенерат, имеющий достаточный объем (66,9±2% от изначального введенного) и плотность (49,7±7% − в пределах нормы в пластинчатой костной ткани). Плотность регенерата, оцененная по плотности кости в двух сериях опытов, имеет недостоверные различия. При этом отмечается тенденция к увеличению плотности костной ткани в опытной серии.
Применение измельченного аллогенного хрящевого трансплантата при выполнении операции по поднятию дна верхнечелюстной пазухи позволяет добиться формирования адекватного регенерата с плотностью выше 450 HU и высотой альвеолярного отростка более 12 мм, что делает возможной последующую дентальную имплантацию и обеспечивает достаточную стабильность имплантатов в отдаленном периоде.
На основании результатов экспериментальных и клинических исследований, учитывая достаточный объем регенерата и адекватность его структуры, возможно использование диспергированного хрящевого аллотрансплантата в клинической практике для замещения костных дефектов в офтальмохирургии, оториноларингологии, челюстно-лицевой хирургии и травматологии.
к содержанию | опубликовать статью