ПЛЕНКИ НА ОСНОВЕ ФИБРОИНА ШЕЛКА ДЛЯ ЗАЖИВЛЕНИЯ ПОЛНОСЛОЙНОЙ РАНЫ КОЖИ У КРЫС

Цель. Изучение влияния пленок на основе фиброина шелка, полученных методом полива, на процесс заживления полнослойной кожной раны у крыс породы Wistar. Материалы и методы. Было получено 4 вида пленок с общей концентрацией белка 20 мг/мл: пленки из водного раствора фиброина шелка, пленки из раствора фиброина шелка в муравьиной кислоте, пленки из водного раствора фиброина шелка с добавлением 30% коллагена по массе и пленки из раствора фиброина шелка в муравьиной кислоте с добавлением 30% коллагена по массе. Пленки были получены методом полива на поверхности полированного тефлона. Методом сканирующей электронной микроскопии была исследована поверхностная структура пленок. Проведен анализ цитотоксичности полученных изделий на модели мышиных фибробластов линии 3Т3 методом МТТ. Полученные пленки использованы в качестве раневых покрытий для заживления полнослойной кожной раны у крыс породы Wistar. Результаты. Было показано, что поверхность полученных изделий имеет микро- и нанорельеф в виде шероховатостей. В эксперименте по изучению цитотоксичности пленок пролиферативная активность мышиных фибробластов линии 3Т3 увеличивалась в течение 7 дней эксперимента. Полученные изделия ускоряют заживление полнослойной кожной раны крыс породы Wistar в среднем на 25%. Анализ гистологических срезов выявил структурное восстановление кожного покрова, очагов воспаления выявлено не было. Заключение. Полученные изделия не являются токсичными для эукариотических клеток и имеют структуру, оптимальную для адгезии и пролиферации фибробластов. Использование пленок для покрытия полнослойной кожной раны ускоряет ее заживление, что подтверждается гистологическими исследованиями. 

1. Bellas E, Seiberg M, Garlick J, Kaplan DL. In vitro 3D full-thickness skin-equivalent tissue model using silk and collagen biomaterials. In Macromol. Biosci. 2012; 12 (12): 1627–1636, doi: 10.1002/mabi.201200262.

2. Karahaliloghu Z, Ercan B, Denkbas EB, Webster TJ. Nanofeatured silk fi broin membranes for dermal wound healing applications. J. Biomed. Mater. Res. A. 2015; 103 (1): 135–144, doi: 10.1002/jbm.a.3516.

3. Surguchenko VA, Ponomareva AS, Kirsanova LA, Skaleckij NN, Sevastianov VI. The cell-engineered construct of cartilage on the basis of biopolymer hydrogel matrix and human adipose tissue mesenchymal stromal cells (in vitro study). J. Biomed. Mater. Res. A. 2015; 103 (2): 463–470, doi: 10.1002/jbm.a.35197.

4. Bhardwaj N, Sow WT, Devi D, Ng KW, Mandal BB, Cho N-J. Silk fi broin-keratin based 3D scaffolds as a dermal substitute for skin tissue engineering. Integr. Biol. (Camb). 2015; 7 (1): 53–63, doi: 10.1039/c4ib90045f.

5. Мойсенович ММ, Архипова АЮ, Орлова АА, Друцкая МС, Волкова СВ, Захаров СЕ и др. Композитные матриксы на основе фиброина шелка, желатина и гидроксиапатита для регенеративной медицины, и культивирования клеток в трехмерной культуре. Acta Naturae. 2014; 6 (1): 103–109. Moisenovich MM, Arkhipova AY, Orlova AA, Drutskaya MS, Volkova SV, Zacharov SE et al. Composite Scaffolds Containing Silk Fibroin, Gelatin, and Hydroxyapatite for Bone Tis￾sue Regeneration and 3D Cell Culturing. Acta Naturae. 2014; 6: 96–101.

6. Агапов ИИ, Мойсенович ММ, Дружинина ТВ, Каменчук ЯА, Трофимов КВ, Васильева ТВ и др. Биокомпозитные матриксы из фиброина шелка и наногидроксиапатита для регенерации костной ткани. Доклады Академии наук. 2011; 440 (6): 1–4. Agapov II, Moisenovich MM, Druzhinina TV, Kamenchuk YA, Trofimov KV, Vasilyeva TV et al. Biocomposite scaffolds containing regenerated silk fi broin and nanohydroxyapatite for bone tissue regeneration. Doklady Biochemistry and Biophysics. 2011; 440: 228–230. doi: 10.1134/ S1607672911050103.

7. Efi mov AE, Moisenovich MM, Bogush VG, Agapov II. 3D nanostructural analysis of silk fi broin and recombinant spidroin 1 scaffolds by scanning probe nanotomography. RSC Advances. 2014; 4: 60943–60947, doi: 10.1039/C4RA08341E.

8. Kim UJ, Park J, Kim HJ, Wada M, Kaplan DL. Three dimensional aqueous-derived biomaterial scaffold from silk fi broin. Biomaterials. 2005; 26: 2775–2785, http:// dx.doi.org/10.1016/j.biomaterials.2004.07.044.

9. Hu Y, Zhang Q, You R, Wang L, Li M. The Relationship between Secondary Structure and Biodegradation Behavior of Silk Fibroin Scaffolds. Advances in Materials Science and Engineering. 2012; 2012: 1–5.

10. Chandrakasan G, Torchia DA, Piez KA. Preparation of intact monomeric collagen from rat tail tendon and skin and the structure of the nonhelical ends in solution. J. Biol. Chem. 1976; 251 (19): 6062–6067.

11. Kjaer M. Role of extracellular matrix in adaptation of tendon and skeletal muscle to mechanical loading. Physiol. Rev. 200:, 84 (2): 649–698.

12. Mosmann T. Rapid Colorimetric Assay for Cellular Growth and Survival: Application to Proliferation and Cytotoxicity Assays. J. Immunol. Methods. 1983; 65 (1–2): 55–63.

13. Rajkhowa R, Levin B, Redmond SL, Li LH, Wang L, Kanwar JR et al. Structure and properties of biomedical fi lms prepared from aqueous and acidic silk fi broin solutions. J. Biomed. Mater. Res. A. 2011; 97 (1): 37–45, doi: 10.1002/jbm.a.33021.

14. Moisenovich MM, Pustovalova OL, Shackelford J, Vasiljeva TV, Druzhinina TV, Kamenchuk YA et al. Tissue regeneration in vivo within recombinant spidroin 1 scaffolds. Biomaterials. 2012; 15 (33): 3887–3898. doi: 10.1016/j.biomaterials.2012.02.013.

15. Ni S, Sun L, Ercan B, Liu L, Ziemer K, Webster TJ. A mechanism for the enhanced attachment and proliferation of fi broblasts on anodized 316L stainless steel with nano-pit arrays. J. Biomed. Mater. Res. B. Appl. Biomater. 2014; 102 (6): 1297–1303, doi: 10.1002/jbm.b.33127.

16. Сафонова ЛА, Боброва ММ, Агапова ОИ, Котлярова МС, Архипова АЮ, Мойсенович ММ, Агапов ИИ. Биологические свойства пленок из регенерированного фиброина шелка. Современные технологии в медицине. 2015; 7 (3): 6–13. Safonova LA, Bobrova MM, Agapova OI, Kotliarova MS, Arkhipova AYu, Moisenovich MM, Agapov II. Biological properties of regenerated silk fi broin fi lms. Modern Technologies in Medicine. 2015; 7 (3): 6–13. [English abstract].

17. Kundu B, Rajkhowa R, Kundu CS, Wang X. Silk fi broin biomaterials for tissue regenerations. Adv. Drug Deliv. Rev. 2013; 65: 457–470, doi: 10.1016/j.addr.2012.09.043.

18. Gil ES, Panilaitis B, Bellas E, Kaplan DL. Functionalized Silk Biomaterials for Wound Healing. Adv. Healthc. Mater. 2013; 2: 206–217, doi: 10.1002/adhm.201200192.

19. Luangbudnark W, Viyoch J, Laupattarakasem W, Surakunprapha P, Laupattarakasem P. Properties and Biocompatibility of Chitosan and Silk Fibroin Blend Films for Application in Skin Tissue Engineering. The Sci World J. 2012; 2012: 1–10, doi: 10.1100/2012/697201.

20. Vasconcelos A, Gomes AC, Cavaco-Paulo A. Novel silk fi broin/elastin wound dressings. Acta Biomater. 2012; 8 (8): 3049–3060, doi: 10.1016/j.actbio.2012.04.035.

21. Cen L, Liu W, Cui L, Zhang W, Cao Y. Collagen Tissue Engineering: Development of Novel Biomaterials and Application. Pediatr. Res. 2008; 63 (5): 492–496, doi: 10.1203/PDR.0b013e31816c5bc3.