Strukturnye i mekhanicheskie osobennosti, biosovmestimost', biodegradatsiya i tkanevaya reaktsiya na implantatsiyu kollagenovykh skaffoldov dlya tkanevoy inzhenerii

Abstract

Full Text

Введение. На сегодняшний день в медицине остро стоит вопрос о разработке адекватных тканеинженерных конструкций. Использование скаффолдов на основе коллагена является перспективным направлением регенеративной медицины. Мы проводили изучение структуры и механических свойств, биосовместимости, биодеградации и тканевой реакции при имплантацции in vivo 14 оригинальных скаффолдов на основе коллагена для тканевой инженерии. Методы. Изучены пористые материалы, реструктурированные из растворов коллагена, гибридные скаффолды из коллагена и викриловой сетки, подслизистая основа тонкой кишки (SIS) свиней, а также - дерма кожи коров и лошадей, перикард, стенки артерии и вены, мочевого пузыря, мочеточника и уретры, децелюляризированные с помощью фермента «Терролитина» и лиофилизированные. Из гибридного скаффолда и стенок артерий формировали протезы, которые имплантировали в дефекты уретры у 10 кроликов. Остальные скаффолды имплантировали подкожно и на раневую поверхность 245 крысам. Животных выводили из эксперимента на сроки от 5 до 90 суток. Образцы нативных и имплантированных скаффолдов с окружающими тканями изучали с помощью гистологических методов, нелинейно-оптической, сканирующей и трансмиссионной электронной микроскопии. Кроме того, исследовали механические свойства скаффолдов до имплантации. Результаты. Все изученные нами скаффолды показали хорошую биосовместимость и отсутствие реакции отторжения. Биодеградация коллагена в их составе сопровождалась его макрофагальной и гигантоклеточной резорбцией с замещением материала сначала грануляционной, а затем - зрелой соединительной тканью. Сроки биодеградации скаффолдов различались (от 1 0 суток до 3 месяцев), что было связано с особенностями молекулярной и надмолекулярной структуры коллагена и коррелировало с их биомеханической прочностью. Обсуждение. Полученные результаты указывают на то, что децеллюляризированные ткани и гибридный скаффолд полностью соответствуют требованиям тканевой инженерии в разных сферах регенеративной медицины, в том числе - для протезирования трубчатых органов. Пористые коллагеновые скаффолды с клетками и без клеток оптимальны для раневых покрытий, тампонад, пластики мягких тканей и в тех случаях, когда не требуется механическая прочность и длительное время резорбции.