Skip to Content

Сравнительный анализ биосовместимости матриц на основе поликапролактона, содержащих гидроксиапатит и ватерит

ID: 2018-11-25-A-18741
Оригинальная статья (свободная структура)
ФГБУ Саратовский государственный медицинский университет им. В. И. Разумовского. *Саратовский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии. **ГУЗ «Областная клиническая больница г. Саратова» Минздрава России.

Резюме

Активное развитие тканевой инженерии предлагает один из возможных путей решения актуальной проблемы - стимуляции регенерации поврежденных тканей. Для восстановления участка применяют специальные матрицы, которые имплантируют непосредственно в область дефекта. В данной работе приведены результаты проведённых субкутанных имплантационных тестов поликапролактоновыми матрицами, содержащими гидроксиапатит и ватерит.

Ключевые слова

крысы, гидроксиапатит, ватерит, регенерация.

Статья

Введение:В настоящее время одной из актуальных проблем современной медицины является возможность регенерации повреждённых тканей посредством применения особых инновационных методов тканевой инженерии, связанных с имплантацией в область дефекта специальных матриц, или скаффолдов[1]. 

Матрицы представляют собой трёхмерные пористые структуры, которые при имплантации в поврежденный участок играют роль внеклеточных каркасов, вокруг и внутри которых осуществляются процессы регенерации ткани [5]. Скаффолдам предъявляется ряд требований, они должны иметь оптимальные сроки биодеградации, сопоставимые со сроками восстановления ткани, продукты их биодеградации не должны оказывать токсического воздействия на организм, должны обладать биосовместимостью  [1, 2, 3].

Скаффолды производят из различных по своей природе веществ, однако большее предпочтение отдаётся синтетическим материалам, за счёт длительного периода биодеградации их в организме и отсутствия цитотоксического эффекта, в частности, поликапролактону. Данные матрицы из поликапролактона минерализуют неорганическими веществами, например, гидроксиапатитом – для оптимизации остеоиндуктивных и остеокондуктивных характеристик имплантатов, а так же, ватеритом, который способен участвовать в адресной доставке предварительно адсорбированного соединения при переходе его в кальцит [4].

Целью данной работы является сравнение биосовместимости матриц на основе поликапролактона, содержащих гидроксиапатит и ватерит.

Материалы и методы: Эксперимент был проведён на 15 белых крысах-самцах массой 200-250 грамм. Животных разделили на три группы в зависимости от вида имплантируемого скаффолда. Крысам первой группы имплантировали не обладающие биосовместимостью поликапролактоновые матрицы с адсорбированным чужеродным белком, второй – ПКЛ-скаффолды, но минерализованные гидроксиапатитом, а  третей – ПКЛ-скаффолды на основе ватерита. Перед всеми манипуляциями животным производилась общая анестезия. Данные матрицы в форме диска с толщиной 0,1 мм и диаметром 10 мм имплантировали подкожно в межлопаточную область. Забор материала осуществлялся на 21-ые сутки проведения эксперимента, гистологические срезы для морфологического исследования готовились по стандартной методике, окрашивались гематоксилином и эозином. 

Результаты.При морфологическом исследовании препаратов первой группы, было выявлено наличие отёков, воспалительной реакции, мелкоочаговых кровоизлияний. В перифокальной зоне имплантата отмечалась инфильтрация элементами лейкоцитарного ряда, что свидетельствуют об отсутствии биосовместимости данных скаффолдов.

На препаратах бедренных костей крыс, которым регенерацию дефекта стимулировали скаффолдом на основе поликапролактона, минерализованного гидроксиапатитом, отмечалось умеренное наполнение сосудов кровью и умеренная васкуляризация. Волокна скаффолда были неравномерно заселены фиброцитами и фибробластами. Признаков воспалительных изменений на препарате выявлено не было.

В ходе исследования морфологических препаратов животных третей группы, которым осуществлялась имплантация ПКЛ-матриц, минерализованных ватеритом, наблюдалась интенсивная васкуляризация имплантата и умеренное наполнение кровью сосудов. По всей своей площади скаффолд был равномерно и обильно заселён элементами фибробластического ряда. Патологических изменений, воспалительной реакции, отёка и инфильтрации перифокальной зоны имплантата не было выявлено.

Вывод.Таким образом, результаты субкутанных имплантационных тестов доказывают биологическую совместимость обоих скаффолдов на основе гидроксиапатита и ватерита, однако применение матриц, минерализованных ватеритом, по сравнению с матрицами на основе гидроксиапатита является более оптимальным для стимуляции регенерации повреждённых тканей, так как скаффолды, минерализованные ватеритом, обильнее васкуляризуются и активнее заселяются элементами соединительной ткани, не вызывая при этом воспалительной реакции и других патологических изменений.

Литература

1) Иванов А.Н., Норкин И.А., Пучиньян Д.М. Возможности и перспективы использования скаффолд-технологий для регенерации костной ткани / Иванов А.Н. // Цитология – 2014. – №56(8). – С. 543-548.

2) Козадаев М.Н., ИвановА.Н., Пучиньян Д.М. [и др.]. Сравнительный анализ микроциркуляторных изменений и динамики клеточных популяций скаффолдов на основе поликапролактона и поликапролактона с гидроксиапатитом при субкутанной имплантации /КозадаевМ.Н. // Современные проблемы науки и образования–2015.–№5.

3) Новочадов В.В. Проблема управления клеточным заселением и ремоделированием тканеинженерных матриц для восстановления суставного хряща / Новочадов В.В. // Вестник Волгоградского государственного университета – 2013. – №1(5). – С. 19-28.

4) Saveleva M.S., Ivanov A.N., Kurtukova M.O., Atkin V.S., Ivanova A., Lyubun G.P., Martyukova A.V., Cherevko E.I., Sargsyan A.K., Fedonnikov A.S., Norkin I.A., Skirtach A.G., Gorin D.A., ParakhonskiyB.V.Hybrid PCL/CaCO3 scaffolds with capabilities of carrying biologically active molecules: Synthesis, loading and in vivo applications /Saveleva M.S. // Mater SciEng C Mater BiolAppl– 2018.–№85. – С. 57-67.

5) Stella J.A., D'Amore A., Wagner W.R., Sacks M.S. On the biomechanical function of scaffolds for engineering load – bearing soft tissues /Stella J.A.// ActaBiomater – 2010. – №6(7). – С. 2365-2381

0
Ваша оценка: Нет



Оптимальный хостинг для Drupal, Wordpress, Joomla, Битрикс и других CMS, быстрые и надежные сервера, круглосуточная техподдержка Яндекс.Метрика