INTERACTION OF IMMUNE AND NERVOUS SYSTEMS WHEN USING PCL SCAFFOLDES IN MAXILOFACIAL SURGERY

Cover Page
  • Authors: Kosyakova GP 1, Muslimov AA 2, Lysenko AI 3
  • Affiliations:
    1. Department of Neuropharmacology S.V. Anichkova, Institute of Experimental Medicine, Saint Petersburg
    2. Research Institute of Pediatric Oncology and Hematology named after R.M. Gorbacheva, Saint Petersburg
    3. Pavlov First Saint Petersburg State Medical University, Department of Biotechnology, Saint Petersburg
  • Issue: Vol 19, No 1S (2019)
  • Pages: 82-84
  • Section: Articles
  • URL: https://journals.eco-vector.com/MAJ/article/view/19337
  • Cite item

Abstract


An important parameter of scaffold matrices is biocompatibility. Biocompatibility assessment is carried out in several stages. At the first stage, its compatibility with in vitro cell cultures is determined. At the second in vivo stage, biocompatibility is assessed by examining histological preparations of tissue biopsies obtained from the area of implantation of scaffolds in experimental animals. Therefore, the following tasks are set: to determine the immunological compatibility of the blood cells of rabbits during the surgical introduction of scaffolds and to evaluate the nervous stress during operations. In our studies, the pcl scaffolds presented are polymeric biodegradable matrices that are polycaprolactone and polyhydroxybutyrate. Capsules consist of polypeptides and polysaccharides, the shell of which is coated with a layer of silicate nanoparticles.

Full Text

Введение. Скаффолды - это трехмерные пористые или волокнистые матрицы, обеспечивающие механический каркас для клеток. Их имплантация позволяет быстро заместить дефект и восстановить функции поврежденных тканей. Скаффолды представляют собой имитацию внеклеточного матрикса и для их изготовления в настоящее время используют природные и синтетические полимеры, керамику. Скаффолды должны обладать рядом свойств, позволяющих сформировать полноценную ткань: биосовместимость и отсутствие иммунологического отторжения, наличие адгезивной поверхности, способствующей пролиферации клеток, пористость, нетоксичность [1]. Материал и методы. PCI-скаффолды это полимерные биоразлагаемые матрицы представлены НИИ детской онкологии и гематологии им. Р.М. Горбачевой В качестве экспериментальных животных в 2018 году использованы кролики породы Сибирская Шиншилла. А также использованы скаффолды - системы с инкапсулированными на ней веществами.Образцы представлены в виде полимерных биоразлагаемые матриц, содержащих на своей поверхности полиэлектролитные силикатные капсулы с дексаметазоном и антибиотиком - цефтриаксоном. В опыте исследовали 4 группы кроликов: контрольная группа кроликов, группа с инплантацией скаффолдов с антибиотиком, с инплантацией скаффолдов с мезенхимальными клетками, скаффолдов с мезенхимальными клетками для стимуляции остеогенеза хирургическим методом. Методика оперативного вмешательства. Отработаны три модели. 1-я модель - внутриротовая рана. Под общим обезболиванием производится разрез слизистой и надкостницы в области альвеолярного отростка верхней челюсти кролика с вестибулярной стороны между резцами и жевательными зубами. Оголяется передняя повехность тела верхней челюсти. В рану вводится скаффолд с антибиотиком и фиксируется узловыми швами. Рана не ушивается. Контрольной группе животных проводится аналогичное вмешательство, но вводится «пустой» скаффолд. 2-я модель - тонкий биотип. Под общим обезболиванием производится пародонтальный разрез слизистой в области 1-2 жевательных зубов с вестибулярной стороны. Откидывается слизисто-надкостничный лоскут, обнажается наружная кортикальная пластинка. В область дефекта укладывается скаффолд с клетками/без клеток и фиксируется титановыми шурупами. Слизисто-надкостничный лоскут возвращается на место и фиксируется узловыми швами. Контрольной группе животных проводится аналогичное вмешательство, но вводится «пустой» скаффолд. 3-я модель - под общим обезболиванием производится разрез слизистой от резцов до жевательных зубов по вершине альвеолярного гребня. Откидывается слизисто-надкостничный лоскут, обнажается гребень . С помощью трепана формируем костные дефекты одинакового размера. В область дефектов укладывается скаффолд с клетками/без клеток и фиксируется титановыми шурупами Слизисто-надкостничный лоскут возвращается на место и фиксируется узловыми швами. Контрольной группе животных проводится аналогичное вмешательство, но скаффолд не вводится. Был сделан забор крови и костного мозга у кроликов в отделе биотехнологий НИЦ ПСПбГМУ им. акад. И.П. Павлова при экспансии клеток стромы в нижнюю челюсть при хирургическом вмешательстве под наркозом. Кролики A,B,C,D,E наблюдались до забора костного мозга и после в течении 1,5 месяца. Цитогенетический анализ и морфофункциональные изменения клеточного ядра клеток в организме животных из разных популяций клеток проводили на программно-аппаратном комплексе AXIO Imager A1 - микроскопе Zeizz производство Германия. Периферическую кровь у кроликов забирали из ушной вены, каплю крови наносили на предметное стекло, высушивали на воздухе и фиксировали 96 % этиловым спиртом. Далее проводили окраску по Романовскому - Гимза. Для определения частоты встречаемости мононуклеаров периферической крови анализировали не менее 1000 клеток от каждой особи. Результаты и их обсуждение. В наших исследованиях представленные pcl-скаффолды. Это полимерные биоразлагаемые матрицы, представляющие собой поликапролактон и полигидроксибутират. Капсулы состоят из полипептидов и полисахаридов, оболочка которых покрыта слоем силикатных наночастиц. Для определения биосовместимости и отсутствия иммунологического отторжения нами изучалась лейкоцитарная формула периферической крови контрольных и опытных кроликов которая представлена в таблице 1. По результатам видно нетоксичность pcl-скаффолдов, наличие адгезивной поверхности, способствующей пролиферации клеток. Состояние кроликов через 1,5 месяца после применения удовлетворительное, шерсть гладкая, температура нормальная, подвижность в норме. По результатам исследования видно нетоксичность pcl-скаффолдов, так как видно наличие адгезивной поверхности, способствующей пролиферации клеток и отсутствие различий между контролем и опытом по лейкоцитарным клеткам (табл. 1). Заживление тканей у кроликов и отсутствие воспалительного процесса показывает биосовместимость pcl-скаффолдов и тканей ротовой полости. Но, необходимо признать недостаточность проведенных исследований лейкоцитарной формулы для объективного заключения о биологическом эффекте биологических структур скаффолдов на популяции клеток крови кроликов. Поэтому оценивали частоту встречаемости разрушенных ядросодержащих клеток в периферической крови кроликов с инплантацией скаффолдов с антибиотиком, скаффолдов с мезенхимальными клетками и в группе кроликов с инплантанцией скаффолдов с мезенхимальными клетками для стимуляции остеогенеза и контрольной популяцией клеток. В ходе работы были определены контрольные показатели крови опытных кроликов, а также незначительные достоверные изменения (p < 0,001), произошедшие у животных в группах с инплантацией скаффолдов с антибиотиком (1,34 ± 0,32), скаффолдов с мезенхимальными клетками (1,20 ± 0,16) в группе кроликов при (p < 0,05) с инплантанцией скаффолдов с мезенхимальными клетками для стимуляции остеогенеза (1,64 ± 0,15) и контрольной популяцией клеток (табл. 1). Выводы. Исследования по инплантации pcl-скаффолдов показали, что в медицинской практике применение клеточных матриц в тканевой инженерии вполне могут занять достойное место и могут быть востребованы, в наших исследованиях гомеостаз крови не нарушается у кроликов и поэтому доказана иммунологическая безопасность инплантированных pcl-скаффолдов. Поэтому культивирование клеток на трехмерных подложках-носителях естественного или искусственного происхождения с целью пространственного формирования будущего клеточного органа или его фрагмента для трансплантата применяется сейчас очень широко [1].

About the authors

G P Kosyakova

Department of Neuropharmacology S.V. Anichkova, Institute of Experimental Medicine, Saint Petersburg


A A Muslimov

Research Institute of Pediatric Oncology and Hematology named after R.M. Gorbacheva, Saint Petersburg


A I Lysenko

Pavlov First Saint Petersburg State Medical University, Department of Biotechnology, Saint Petersburg


References

  1. Садовой М.А, Ларионов П.М., Самохин А.Г., Рожнова О.М. Клеточные матрицы (скаффолды) для целей регенерации кости: современное состояние проблемы // Хирургия позвоночника. - 2014. - № 2. - С. 79-86.

Statistics

Views

Abstract - 88

PDF (Russian) - 33

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2019 Kosyakova G.P., Muslimov A.A., Lysenko A.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies