Funktsional'nyy ekvivalent dykhatel'nogo epiteliya trakhei na osnove kompozitnogo netkanogo dvusloynogo polimernogo matriksa

Abstract

Full Text

В силу ограниченной способности эпителия трахеи к реэпителизации, его обширное повреждение ведёт к формированию стенозов, представляющих серьезную клиническую проблему. При сохранении хрящевого каркаса трахеи, дефекты её эпителия могут быть восполнены комплексным тканевым эквивалентом. В качестве основы для создания аналогов дыхательного эпителия в системе in vitro традиционно используют коллагеновые губки и гели. Однако быстрая биодеградация коллагена и его неудовлетворительные механические свойства ограничивают применение подобных материалов в трансплантологии. Целью работы являлось создание оригинального биоразлагаемого матрикса на основе синтетических и натуральных полимеров, сочетающего способность поддерживать рост и дифференцировку дыхательного эпителия с механическими свойствами, отвечающими требованиям клинической практики. Перспективным методом создания таких матриксов является электроспиннинг. Нетканые материалы, полученные этим методом, обладают значительно более высокими механическими характеристиками, чем губки и гели. Однако в настоящее время данные о возможности формирования полноценного дыхательного эпителия на нетканых материалах в системе in vitro практически отсутствуют. На основе биоразлагаемого сополимера нами были получены пленки и нетканые матриксы (включая двуслойные) с параметрами, оптимальными для создания функциональных эквивалентов дыхательного эпителия с использованием эпителиальных клеток и первичных фибробластов из трахеи и слизистой носовых пазух человека. С помощью световой, иммунофлю- Гены & Клетки Том XII, № 3, 2017 материалы III национального конгресса по регенеративной медицине 209 оресцентной и электронной микроскопии, а также комплекса физико-химических и клеточных методов нами были получены следующие результаты: 1) получены плёнки на основе сополимера хитозан: желатин: поли^-лактид (52:13:35), обеспечивающие высокий уровень пролиферации и миграции базальных клеток респираторного эпителия; 2) из данного сополимера также получен двуслойный нетканый материал, обеспечивающий в системе in vitro создание комплексного конструкта, включающего эпителий и подслизистую основу; 3) проведена оценка механических свойств материала, показавшая, что он обладает повышенной устойчивостью к контракции трахеальными фибробластами в сравнении с коллагеновыми губками; 4) показано, что верхний (нановолокнистый) слой материала поддерживает дифференцировку базальных клеток в направлении респираторного эпителия (реснитчатые и секреторные клетки) в системе in vitro, при условии введения в него гиалуроновой кислоты; 5) исследованы особенности биодеградации матрикса в системе in vivo. В результате нами была создана экспериментальная модель дыхательного эпителия на биоразлагаемом полимерном матриксе в системе in vitro, отвечающая ряду основных требований практики регенеративной терапии трахеального эпителия. Разработанная методика позволяет использовать аутологичные клетки, что открывает перспективы её клинического применения. В дальнейшем использованные подходы могут послужить методологической основой для создания биоинженерной трахеи.