Биопластические коллагенсодержащие материалы в реконструктивной хирургии
- Авторы: Еремин П.С.1, Рожкова Е.А.1, Марченкова Л.А.1, Марков П.А.1
-
Учреждения:
- Национальный медицинский исследовательский центр реабилитации и курортологии
- Выпуск: Том 35, № 10 (2024)
- Страницы: 29-33
- Раздел: Новое в медицине
- URL: https://journals.eco-vector.com/0236-3054/article/view/689498
- DOI: https://doi.org/10.29296/25877305-2024-10-06
- ID: 689498
Цитировать
Полный текст



Аннотация
В последние годы биопластические коллагенсодержащие материалы получили широкое распространение в реконструктивной хирургии благодаря их уникальным биологическим и механическим свойствам. В статье рассматриваются современные достижения в области разработки и применения коллагенсодержащих биоматериалов для восстановления мягких тканей, костей и хрящей, а также их эффективность по сравнению с другими типами материалов, используемых в реабилитации. Особое внимание уделено улучшению свойств коллагеновых материалов за счет их химической модификации, кросслинкинга и комбинирования с синтетическими полимерами, что позволяет повысить их биосовместимость, устойчивость к деградации и механическую прочность.
Рассмотрены ключевые области применения коллагенсодержащих материалов, включая заживление хронических ран, восстановление хрящевой ткани при остеоартрите, регенерацию костей после травм и хирургических вмешательств.
Проведен сравнительный анализ коллагеновых материалов с альтернативными биоматериалами, такими как синтетические полимеры и керамика. Показано, что коллагеновые материалы превосходят синтетические аналоги по биосовместимости и способности стимулировать клеточную пролиферацию, однако комбинированные материалы на основе коллагена и синтетических полимеров показывают наилучшие результаты с точки зрения механической стабильности и биоактивности.
Представленные данные свидетельствуют о высоком потенциале использования биопластических коллагенсодержащих материалов в реконструктивной хирургии, а также подчеркивают необходимость дальнейших исследований для оптимизации их свойств и расширения применения в клинической практике.
Полный текст

Об авторах
П. С. Еремин
Национальный медицинский исследовательский центр реабилитации и курортологии
Автор, ответственный за переписку.
Email: ereminps@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8832-8470
Россия, Москва
Е. А. Рожкова
Национальный медицинский исследовательский центр реабилитации и курортологии
Email: ereminps@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2440-9244
доктор биологических наук
Россия, МоскваЛ. А. Марченкова
Национальный медицинский исследовательский центр реабилитации и курортологии
Email: ereminps@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1886-124X
доктор медицинских наук
Россия, МоскваП. А. Марков
Национальный медицинский исследовательский центр реабилитации и курортологии
Email: ereminps@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4803-4803
кандидат биологических наук
Россия, МоскваСписок литературы
- Ogueri K.S., Laurencin C.T. Nanofiber Technology for Regenerative Engineering. ACS Nano. 2020; 14 (8): 9347–63. doi: 10.1021/acsnano.0c03981
- Liu S., Yu J.-M., Gan Y.-C. et al. Biomimetic natural biomaterials for tissue engineering and regenerative medicine: new biosynthesis methods, recent advances, and emerging applications. Mil Med Res. 2023; 10 (1): 16. doi: 10.1186/s40779-023-00448-w
- Sohutskay D.O., Buno K.P., Tholpady S.S. et al. Design and biofabrication of dermal regeneration scaffolds: role of oligomeric collagen fibril density and architecture. Regen Med. 2020; 15 (2): 1295–312. doi: 10.2217/rme-2019-0084
- Meyer M. Processing of collagen based biomaterials and the resulting materials properties. Biomed Eng Online. 2019; 18 (1): 24. doi: 10.1186/s12938-019-0647-0
- Mbese Z., Alven S., Aderibigbe B.A. Collagen-Based Nanofibers for Skin Regeneration and Wound Dressing Applications. Polymers (Basel). 2021; 13 (24): 4368. doi: 10.3390/polym13244368
- López-López, M.T. et al. Innovative techniques in the development of collagen scaffolds for tissue engineering. Tissue Engineering: Part A, 2023.
- He X., Li W., Liu S. et al. Fabrication of high-strength, flexible, porous collagen-based scaffolds to promote tissue regeneration. Mater Today Bio. 2022; 16: 100376. doi: 10.1016/j.mtbio.2022.100376
- Geevarghese R., Sajjadi S.S., Hudecki A. et al. Biodegradable and Non-Biodegradable Biomaterials and Their Effect on Cell Differentiation. Int J Mol Sci. 2022; 23 (24): 16185. doi: 10.3390/ijms232416185
- Abaszadeh F., Ashoub M.H., Khajouie G. et al. Nanotechnology development in surgical applications: recent trends and developments. Eur J Med Res. 2023; 28 (1): 537. doi: 10.1186/s40001-023-01429-4
- Valamvanos T.F., Dereka X., Katifelis H. et al. Recent Advances in Scaffolds for Guided Bone Regeneration. Biomimetics (Basel). 2024; 9 (3): 153. doi: 10.3390/biomimetics9030153
- Farag A., Vaquette C., Hutmacher D.W. et al. Fabrication and Characterization of Decellularized Periodontal Ligament Cell Sheet Constructs. Methods Mol Biol. 2023; 2588: 429–38. doi: 10.1007/978-1-0716-2780-8_25
- Palani N., Vijayakumar P., Monisha P. et al. Electrospun nanofibers synthesized from polymers incorporated with bioactive compounds for wound healing. J Nanobiotechnology. 2024; 22 (1): 211. doi: 10.1186/s12951-024-02491-8
- Gomez-Florit M., Pardo A., Domingues R.M.A. et al. Natural-Based Hydrogels for Tissue Engineering Applications. Molecules. 2020; 25 (24): 5858. doi: 10.3390/molecules25245858
- Shang Y., Wang G., Zhen Y. et al. Application of decellularization-recellularization technique in plastic and reconstructive surgery. Chin Med J (Engl). 2023; 136 (17): 2017–27. doi: 10.1097/CM9.0000000000002085
- Huang W.H., Ding S.L., Zhao X.-Y. et al. Collagen for neural tissue engineering: Materials, strategies, and challenges. Mater Today Bio. 2023; 20: 100639. doi: 10.1016/j.mtbio.2023.100639
- Deng X., Gould M., Ali M.A. A review of current advancements for wound healing: Biomaterial applications and medical devices. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2022; 110 (11): 2542–73. doi: 10.1002/jbm.b.35086
- Марков П.А., Еремин П.С., Падерин Н.М. и др. Влияние биопластического материала на адгезию, рост и пролиферативную активность фибробластов человека в средах, имитирующих кислотность раневого ложа при остром и хроническом воспалении. Вестник восстановительной медицины. 2023; 22 (2): 42–51. [Markov P.A., Eremin P.S., Paderin N.N. et al. Effect of Bioplastic Material on Adhesion, Growth and Proliferative Activity of Human Fibroblasts when Incubated in Solutions Mimic the Acidity of Wound an Acute and Chronic Inflammation. Bulletin of Rehabilitation Medicine. 2023; 22 (2): 42–51 (in Russ.)]. doi: 10.38025/2078-1962-2023-22-2-42-51
- Ahmed M., Ramos T.A., Damanik F. et al. A combinatorial approach towards the design of nanofibrous scaffolds for chondrogenesis. Sci Rep. 2015; 5: 14804. doi: 10.1038/srep14804
- Ansari M., Darvishi A., Sabzevari A. A review of advanced hydrogels for cartilage tissue engineering. Front Bioeng Biotechnol. 2024; 12: 1340893. doi: 10.3389/fbioe.2024.1340893
- Chen M., Jiang R., Deng N. et al. Natural polymer-based scaffolds for soft tissue repair. Front Bioeng Biotechnol. 2022; 10: 954699. doi: 10.3389/fbioe.2022.954699
- Reddy M.S.B., Ponnamma D., Choudhary R. et al. A Comparative Review of Natural and Synthetic Biopolymer Composite Scaffolds. Polymers (Basel). 2021; 13 (7): 1105. doi: 10.3390/polym13071105
- Shi J., Dai W., Gupta A. et al. Frontiers of Hydroxyapatite Composites in Bionic Bone Tissue Engineering. Materials (Basel). 2022; 15 (23): 8475. doi: 10.3390/ma15238475
- Ebrahimi Z., Irani S., Ardeshirylajimi A. et al. Enhanced osteogenic differentiation of stem cells by 3D printed PCL scaffolds coated with collagen and hydroxyapatite. Sci Rep. 2022; 12 (1): 12359. doi: 10.1038/s41598-022-15602-y
- Perez-Puyana V., Wieringa P., Yuste Y. et al. Fabrication of hybrid scaffolds obtained from combinations of PCL with gelatin or collagen via electrospinning for skeletal muscle tissue engineering. J Biomed Mater Res A. 2021; 109 (9): 1600–12. doi: 10.1002/jbm.a.37156
- Abdelaziz A.G., Nageh H., Abdo S.M. et al. A Review of 3D Polymeric Scaffolds for Bone Tissue Engineering: Principles, Fabrication Techniques, Immunomodulatory Roles, and Challenges. Bioengineering (Basel). 2023; 10 (2): 204. doi: 10.3390/bioengineering10020204
- Satchanska G., Davidova S., Petrov P.D. Natural and Synthetic Polymers for Biomedical and Environmental Applications. Polymers (Basel). 2024; 16 (8): 1159. doi: 10.3390/polym16081159
- Ellingson A.J., Pancheri N.M., Schiele N.R. Regulators of collagen crosslinking in developing and adult tendons. Eur Cell Mater. 2022; 43: 130–52. doi: 10.22203/eCM.v043a11
- Li X., Zhang Q., Yu S.M. et al. The Chemistry and Biology of Collagen Hybridization. J Am Chem Soc. 2023; 145 (20): 10901–16. doi: 10.1021/jacs.3c00713
- Марков П.А., Костромина Е.Ю., Фесюн А.Д. и др. Обоснование использования магниточувствительных биоматериалов в клинической практике для стимуляции регенерации костных тканей: обзор литературы. Вестник восстановительной медицины. 2024; 23 (3): 69–76 [Markov P.A., Kostromina E.Yu., Fesyun A.D. et al. Rationale of Using Magnetically Sensitive Biomaterials in Bone Tissue Therapy: a Review. Bulletin of Rehabilitation Medicine. 2024; 23 (3): 69–76 (in Russ.)]. doi: 10.38025/2078-1962-2024-23-3-69-76
- Schussler O., Falcoz P.E., Chachques J.C. et al. Possible Treatment of Myocardial Infarct Based on Tissue Engineering Using a Cellularized Solid Collagen Scaffold Functionalized with Arg-Glyc-Asp (RGD) Peptide. Int J Mol Sci. 2021; 22 (22): 12563. doi: 10.3390/ijms222212563
- Sobczak-Kupiec A., Drabczyk A., Florkiewicz W. et al. Review of the Applications of Biomedical Compositions Containing Hydroxyapatite and Collagen Modified by Bioactive Components. Materials (Basel). 2021; 14 (9): 2096. doi: 10.3390/ma14092096
- Na K.S., Fernandes-Cunha G.M., Varela I.B. et al. Effect of mesenchymal stromal cells encapsulated within polyethylene glycol-collagen hydrogels formed in situ on alkali-burned corneas in an ex vivo organ culture model. Cytotherapy. 2021; 23 (6): 500–9. doi: 10.1016/j.jcyt.2021.02.001
- Vasile C., Pamfil D., Stoleru E. et al. New Developments in Medical Applications of Hybrid Hydrogels Containing Natural Polymers. Molecules. 2020; 25 (7): 1539. doi: 10.3390/molecules25071539
- Марков П.А., Соколов А.С., Артемьева И.А. и др. Коллагеновый гидрогель защищает эпителиальные клетки кишечника от индометацин-индуцированного повреждения: результаты эксперимента in vitro. Вестник восстановительной медицины. 2024; 23 (2): 25–33 [Markov P.A., Sokolov A.S., Artemyeva I.A. et al. Collagen Hydrogel Protects Intestinal Epithelial Cells From Indomethacin-Induced Damage: Results of an in vitro Experiment. Bulletin of Rehabilitation Medicine. 2024; 23 (2): 25–33 (in Russ.)]. doi: 10.38025/2078-1962-2024-23-2-25-33
Дополнительные файлы
