Тканеинженерная конструкция на основе полидиоксанона и мультипотентных стромальных клеток для пластики дефектов брюшной полости и дна малого таза

Гринберг М.В., Арутюнян И.В., Цедик Л.В., Макаров А.В., Ельчанинов А.В., Лохонина А.В., Фатхудинов Т.Х.

1 ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России, Москва; 2 ФГБНУ Научно-исследовательский институт морфологии человека, Москва, Россия; 3 ГНУ Институт порошковой металлургии, Минск, Беларусь; 4 ФГАОУ ВО Российский университет дружбы народов, Москва
Цель исследования. Изучение безопасности и эффективности трансплантации разработанного тканеинженерного протеза на основе полидиоксанона и культуры мультипотентных стромальных клеток (МСК) пупочного канатика.
Материал и методы. Оценку биосовместимости протезов in vivo проводили на беспородных крысах путем моделирования полнослойного дефекта передней брюшной стенки, к краям которого подшивали полидиоксаноновый протез, незаселенный или заселенный культурой клеток. В качестве группы сравнения использовали протез на основе децеллюляризированной дермы (Permacol). Животных выводили из эксперимента на 3, 10, 30, 60 и 180 сутки после операции. Проводили макроскопическое, тензиометрическое, гисто-морфометрическое, иммуногистохимическое исследования.
Результаты. Протезы на основе полидиоксанона более эффективно интегрировались и прорастали собственными тканями. Биомеханические свойства тканей в области трансплантации на отдаленных сроках не отличались между группами и нативной тканью передней брюшной стенки. При трансплантации тканеинженерной конструкции наблюдали меньшую степень выраженности воспалительной реакции за счет поляризации макрофагов в М2-направлении и более выраженный ангиогенез. Трансплантированные клетки не дифференцировались в клетки кровеносных сосудов и тотально элиминировались макрофагами реципиента. По-видимому, регистрируемые эффекты реализовались за счет паракринных механизмов.
Заключение. Благодаря добавлению в состав протеза культуры МСК удалось существенно снизить степень выраженности воспалительной реакции отторжения инородного тела, стимулировать ангиогенез и скорость замещения собственными тканями реципиента.

Ключевые слова

сетчатый резорбируемый протез
полидиоксанон
тканевая инженерия
мультипотентные стромальные клетки
биосовместимость
макрофаги
гигантские клетки инородных тел
ангиогенез

Список литературы

1. Lak K.L., Goldblatt M.I. Mesh selection in abdominal wall reconstruction. Plast. Reconstr. Surg. 2018; 142(3,Suppl.: Current concepts in abdominal wall reconstruction): 99S-106S.

2. Filisetti C., Costanzo S., Marinoni F., Vella C., Klercy C., Riccipetitoni G. Effectiveness and properties of the biological prosthesis Permacol™ in pediatric surgery: A large single center experience. Ann. Med. Surg. (Lond.). 2016; 7: 48-54.

3. Fatkhudinov T., Tsedik L., Arutyunyan I., Lokhonina A., Makarov A., Korshunov A., Elchaninov A., Kananykhina E., Vasyukova O., Usman N., Uvarova E., Chuprynin V., Eremina I., Degtyarev D., Sukhikh G. Evaluation of resorbable polydioxanone and polyglycolic acid meshes in a rat model of ventral hernia repair. J. Biomed. Mater. Res. B Appl. Biomater. 2018; Aug. 9.

4. Darehzereshki A., Goldfarb M., Zehetner J., Moazzez A., Lipham J.C., Mason R.J., Katkhouda N. Biologic versus nonbiologic mesh in ventral hernia repair: a systematic review and meta-analysis. World J. Surg. 2014; 38(1): 40-50.

5. Majumder A., Winder J.S., Wen Y., Pauli E.M., Belyansky I., Novitsky Y.W. Comparative analysis of biologic versus synthetic mesh outcomes in contaminated hernia repairs. Surgery. 2016; 160(4): 828-38.

6. Liu M., Luo G., Wang Y., He W., Liu T., Zhou D. et al. Optimization and integration of nanosilver on polycaprolactone nanofibrous mesh for bacterial inhibition and wound healing in vitro and in vivo. Int. J. Nanomedicine. 2017; 12: 6827-40.

7. Hallberg H., Lewin R., Elander A., Hansson E. TIGR J. Plast. Surg. Hand Surg. 2018; 52(4): 253-8.

8. Olson M.T., Singhal S., Panchanathan R., Roy S.B., Kang P., Ipsen T. et al. Primary paraesophageal hernia repair with Gore Bio-A tissue reinforcement: long-term outcomes and association of BMI and recurrence. Surg. Endosc. 2018; May 14.

9. Roth J.S., Anthone G.J., Selzer D.J., Poulose B.K., Bittner J.G., Hope W.W., Dunn R.M. Prospective evaluation of poly-4-hydroxybutyrate mesh in CDC class I/high-risk ventral and incisional hernia repair: 18-month follow-up. Surg. Endosc. 2018; 32(4): 1929-36.

10. Kuroda Y., Asada R., So K., Yonezawa A., Nankaku M., Mukai K. et al. A pilot study of regenerative therapy using controlled release of recombinant human fibroblast growth factor for patients with pre-collapse osteonecrosis of the femoral head. Int. Orthop. 2016; 40(8): 1747-54.

11. Zhang Q., Hubenak J., Iyyanki T., Alred E., Turza K.C., Davis G. et al. Engineering vascularized soft tissue flaps in an animal model using human adipose-derived stem cells and VEGF+PLGA/PEG microspheres on a collagen-chitosan scaffold with a flow-through vascular pedicle. Biomaterials. 2015; 73: 198-213.

12. Schon L.C., Gill N., Thorpe M., Davis J., Nadaud J., Kim J. et al. Efficacy of a mesenchymal stem cell loaded surgical mesh for tendon repair in rats. J. Transl. Med. 2014; 12: 110.

13. Арутюнян И.В., Ельчанинов А.В., Фатхудинов Т.Х., Макаров А.В., Кананыхина Е., Большакова Г.Б., Гпинкина В.В., Гольдштейн Д.В., Сухих Г.Т. Элиминация РКН26-меченных ММСК при аллогенной трансплантации. Гены и клетки. 2014; 9(3-1): 45-52.

14. Costa R.G., Lontra M.B., Scalco P., Cavazzola L.T., Gurski R.R. Polylactic acid film versus acellular porcine small intestinal submucosa mesh in peritoneal adhesion formation in rats. Acta Cir. Bras. 2009; 24(2): 128-35.

15. Васюкова О.А., Арутюнян И.В., Цедик Л.В., Коршунов А.А., Ельчанинов А.В., Кананыхина Е.Ю., Лохонина А.В., Макаров А.В., Уварова Е.В., Чупрынин В.Д., Еремина И.З., Фатхудинов Т.Х. Исследование биосовместимости резорбируемых сетчатых протезов для пластики дефектов брюшной стенки и дна малого таза. Акушерство и гинекология. 2016; 12: 96-105.

16. Arutyunyan I., Elchaninov A., Fatkhudinov T., Makarov A., Kananykhina E., Usman N., Bolshakova G., Glinkina V., Goldshtein D., Sukhikh G. Elimination of allogeneic multipotent stromal cells by host macrophages in different models of regeneration. Int. J. Clin. Exp. Pathol. 2015; 8(5): 4469-80.

17. Mills C.D. M1 and M2 macrophages: oracles of health and disease. Crit. Rev. Immunol. 2012; 32(6): 463-88.

Поступила 07.09.2018

Принята в печать 21.09.2018

Об авторах / Для корреспонденции

Гринберг Мария Владимировна, ассистент кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии медицинского института РУДН.
Адрес: 117198, ул. Миклухо-Маклая, д.6 Тел.: +7 (495) 434-53-00. E-mail: drmgrinberg@gmail.com. ORCID iD 0000-0002-9159-4232.
Арутюнян Ирина Владимировна, н.с. лаборатории регенеративной медицины ФГБУ НМИЦ АГП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России,
н.с. лаборатории роста и развития ФГБНУ НИИМЧ.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (926) 147-44-30. E-mail: labrosta@yandex.ru. ORCID iD 0000-0002-4344-8943.
Цедик Лариса Владимировна, н.с. лаборатории композиционных и порошковых материалов ГНУ ИПМ.
Адрес: 220071, Белоруссия, Минск, ул. Платонова, 41. Телефон +375 (29) 778-75-57. E-mail: tslara@rambler.ru. ORCID iD 0000-0001-8513-1736.
Ельчанинов Андрей Владимирович, д.м.н., с.н.с. лаборатории регенеративной медицины ФГБУ НМИЦ АГП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России,
с.н.с. лаборатории роста и развития ФГБНУ НИИМЧ. Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (916) 888-52-92.
E-mail: elchandrey@yandex.ru. ORCID iD 0000-0002-2392-4439.
Лохонина Анастасия Вячеславовна, м.н.с. лаборатории регенеративной медицины ФГБУ НМИЦ АГП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России.
Адрес: 117437, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. E-mail: nastya.serbsky@gmail.com. Orcid ID: 0000-0001-8077-2307.
Макаров Андрей Витальевич, к.м.н., с.н.с. лаборатории регенеративной медицины ФГБУ НМИЦ АГП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России, в.н.с. ФГБНУ НИИМЧ. Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (903) 256-34-04. E-mail: anvitmak@yandex.ru. ORCID iD 0000-0003-2133-2293.
Фатхудинов Тимур Хайсамудинович, д.м.н., зав. лабораторией регенеративной медицины ФГБУ НМИЦ АГП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России,
заведующий кафедрой гистологии, цитологии и эмбриологии медицинского института РУДН.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (903) 256-11-57. E-mail: tfat@yandex.ru. ORCID iD 0000-0002-6498-5764.

Для цитирования: Гринберг М.В., Арутюнян И.В., Цедик Л.В., Макаров А.В., Ельчанинов А.В., Лохонина А.В., Фатхудинов Т.Х. Тканеинженерная конструкция на основе полидиоксанона и мультипотентных стромальных клеток для пластики дефектов брюшной полости и дна малого таза Акушерство и гинекология. 2018; 11: 70-9.
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2018.11.70-79

Также по теме