Биологические и функциональные свойства лиофилизированных форм тканеинженерных матриксов из пуповины человека

Применение тканеинженерных продуктов (ТИП) из внеклеточного матрикса децеллюляризированных тканей и органов для лечения глубоких повреждений кожи является одним из методов тканевой инженерии, способствующих регенеративному типу заживления. Бесклеточные препараты воспроизводят иерархическую сложность тканей, имитируют структурные, биохимические и механические сигналы, необходимые для привлечения клеток, а также являются источником биологически активных молекул. Биоматериал пуповины человека имеет фетальный фенотип при внеэмбриональном происхождении, а потому доступен и не имеет этических ограничений при его использовании. В лаборатории тканевой инженерии научно-исследовательского центра Военно-медицинской академии был разработан и запатентован ТИП из высокорегенеративной пуповины человека в форме матрикса и гидрогелевого матрикса. Для изучения регенеративного потенциала гидрофилизаты тканеинженерных твердотельного и гидрогелевого матриксов были имплантированы в области полнослойных кожных ран мини-свиньи in vivo. Были проанализированы внешние признаки воспалительной реакции и гистологические снимки биоптатов из зон имплантации лиофилизатов. Исследовано влияние «кондиционированных» лиофилизатами обоих матриксов питательных сред на жизнеспособность и миграционную активность клеток фибробластоподобной морфологии, выделенных из кожи мини-свиньи. Лиофилизаты матриксов в экспериментах in vitro и in vivo показали хорошую биосовместимость и биологическую активность. Имплантация образцов способствовала более быстрому образованию зрелого эпидермиса по сравнению с контролем.

1. Seaton M, Hocking A, Gibran NS. Porcine models of cutaneous wound healing. ILAR Journal. 2015; 56 (1): 127-138. doi: 10.1093/ilar/ilv016. PMID: 25991704.

2. Liang Y, Tian H, Liu J, Lv Y, Wang Y, Zhang J, Huang Y. Application of stable continuous external electric field promotes wound healing in pig wound model. Bioelectrochemistry. 2020; 135: 107578. doi: 10.1016/j.bio-elechem.2020.107578. PMID: 32534380.

3. Eweida AM, Marei MK. Naturally occurring extracellular matrix scaffolds for dermal regeneration: do they really need cells? BioMedResearch International. 2015; 839694: 9. https://doi.org/10.1155/2015/839694.

4. Фоминых ЕМ, Митрофанов ВН, Живцов ОП, Стручков АА, Зубрицкий ВФ, Лебедева ЮН и др. Трансплантация тканевых эквивалентов в лечении некоторых повреждений кожи. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2020; 22 (1): 165-173. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2020-1-165-173.

5. Marques MR. Enzymes in the dissolution testing of gelatin capsules. AAPS PharmSciTech. 2014; 15 (6): 14101416. doi: 10.1208/s12249-014-0162-3.

6. Директива Европейского парламента и Совета Европейского Союза 2010/63/ЕС от 22 сент. 2010 г. о защите животных, использующихся для научных целей [Электронный ресурс]. Гарант: информационно-правовое обеспечение. Режим доступа: http://base. garant.ru/70350564/ce210ed70e5daea1ed719396b4da be87/ (дата обращения: 22.10.2022 г.).

7. Кондратенко АА, Калюжная ЛИ, Соколова МО, Чернов ВЕ. Сохранность важнейших структурных компонентов пуповины человека после децеллюляризации как этапа изготовления высокорегенеративного раневого покрытия. Биотехнология. 2021; 37 (5): 6165. doi: 10.21519/0234-2758-2021-37-5-61-65.

8. Калюжная ЛИ, Соколова МО, Чернов ВЕ, Земляной ДА, Чеботарев СВ, Чалисова НИ и др. Влияние бесклеточного матрикса пуповины человека на динамику роста и жизнеспособность культивируемых клеток человека и животных ex vivo. Гены и клетки. 2021; 3: 72-79. doi: 10.23868/202110010.

9. Калюжная ЛИ, Хоминец ВВ, Чеботарев СВ, Харке-вич ОН, Кудяшев АЛ, Чернов ВЕ и др. Применение биоматериала из пуповины человека для восстановления повреждений суставного хряща. Профилактическая и клиническая медицина. 2019; 4 (73): 45-52.

10. Tracy LE, Minasian RA, Caterson EJ. Extracellular matrix and dermal fibroblast function in the healing wound. Advances in Wound Care (New Rochelle). 2016; 5 (3): 119-136. doi: 10.1089/wound.2014.0561.

11. Brown SJ, Surti F, Sibbons P, Hook L. Wound healing properties of a fibrin-based dermal replacement scaffold. Biomed Phys Eng Express. 2021; 8 (1). doi: 10.1088/2057-1976/ac4176. PMID: 34883468.

12. Dubus M, Scomazzon L, Chevrier J, Montanede A, Bal-ditA, Terryn C et al. Decellularization of Wharton’s Jelly Increases Its Bioactivity and Antibacterial Properties. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2022; 10: 828424. https://doi.org/10.3389/fbioe.2022.828424.

13. Ramzan F, Ekram S, Frazier T, Salim A, Mohiuddin OA, Khan I. Decellularized Human Umbilical Tissue Derived Hydrogels Promote Proliferation and Chondrogenic Differentiation of Mesenchymal Stem Cells. Bioengineering. 2022; 9: 239. https://doi.org/10.3390/bioengi-neering9060239.

14. Коняева АД, Варакута ЕЮ, Лейман АЕ. Морфофункциональные изменения сосудов микроциркуляторного русла в слизистой оболочке полости рта в ходе заживления раневого дефекта при использовании полимерной мембраны. Биомедицина. 2021; 17 (4): 57-67. https://doi.org/10/33647/2074-5982-17-4-57-67.

15. Rittie L. Cellular mechanisms of skin repair in humans and other mammals. J Cell Commun Signal. 2016; 10 (2): 103-120. doi: 10.1007/s12079-016-0330-1.

16. Константинова МВ, Хайцев НВ, Кравцова АА, Балашов ЛД. Основные проблемы заживления ран и использование заменителей кожи. Педиатр. 2015; 6 (2): 85-95.