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

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

Supplementary files