Skin wounds’ healing basic problems and the use of skin substitutes


Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Kin substitutes present a heterogenous group of substances that aid in temporary or permanent covering of wounds of various types. Although they can not replace surgical debridement or standard methods of treatment they proffer an alternative to standard methods of treatment whenever the latter are ineffective. Skin substitutes require less wound vascularization, they increase the wound’s cutaneous component, decrease or eliminate inhibitory factors, decrease inflammatory process and grant quick and safe wound closing. Mast cells besides regulating vascular reactions in trauma zone also boost immune, defensive and reparative processes in the wound. Stimulatory influence of mast cells upon fibrosis depend on activation of fibroblasts rather than direct collagen production by mast cells. Attention is focused at studies of autologous adult stem-cells’ stimulation in various organs and tissues as well as at intercellular matrix (ICM). ICM besides being cells’ fastening substrate also controls proliferation, differentiation, migration, apoptosis cells’ functions. Collagen, fibronectin, laminin, proteoglycanes, cytokines and chemokynes are important ICM components. Microcirculation plays a substantial role in wound healing process. Cultivated fibroblasts due to their ability for long-term synthesis of ICM components can effectively correct wound healing process. Allogenic fibroblasts can be successfully used as skin substitutes’ components in the treatment of skin wounds and burns. Unlike autologous fibroblasts the allogenic cells may be obtained in advance and freeze-stored in large quantities.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Mariya Valer’yevna Konstantinova

St. Petersburg State Pediatric Medical University

Email: chipoll@yandex.ru
MD, Assistant Professor, Dept. Pathophysioljgy & Immunopathology

Nikolay Valentinovich Khaytsev

St. Petersburg State Pediatric Medical University

Email: nvh195725@gmail.com
MD, PhD, Dr Biol Sci, Dept. Pathophysioljgy & Immunopathology

Aleftina Alekseevna Kravtsova

St. Petersburg State Pediatric Medical University

Email: aleftinakravcova@mail.ru
PhD, Associate Professor, Dept. Pathophysioljgy & Immunopathology

Lev Dmitrievich Balashov

St. Petersburg State Pediatric Medical University

Email: levbalashov@mail.ru
MD, PhD, Assoc. Professor, Dept. Pathophysioljgy & Immunepatholjgy

References

  1. Белозерская Г. Г., Макаров В. А., Абоянц Р. К. и др. Аппликационное средство гемостаза при капиллярно-паренхиматозном кровотечении. Хирургия. 2004; 9: 55-59
  2. Быков В. Л. Секреторные механизмы и секреторные продукты тучных клеток. Морфология. 1999; 115 (2): 64-72
  3. Васильев А. Г. Регуляторные эффекты тканеспецифических антиядерных антител в норме и патологии: Автореф. дис… д-ра. мед. наук, СПб. 2000; 51
  4. Васильев А. Г., Чурилов Л. П. Иммунология и иммунопатология. Руководство по иммунологии и иммунопатологии. СПб: СОТИС. 2006; 180
  5. Гавришева Н. А., Ткаченко С. Б. Тучные клетки сердца в норме и при патологии. Кардиология. 2003; 43 (6): 59-65
  6. Жукова О. В., Потекаев Н. Н., Стенько А. Г. и др. Патогенез и гистоморфологические особенности рубцовых изменений кожи. Клиническая дерматология и венерология. 2009; 3 (4): 4-9
  7. Зорин В. Л., Зорина А. И., Петракова О. С. и др. Дермальные фибробласты для лечения дефектов кожи. Клет. трансплантол. и тканевая инженерия. 2009; 4 (4): 26-40
  8. Колокольчикова Е. Г., Пальцын А. А., Щеголев А. И. и др. О пролиферативной активности адипоцитов в опухолях жировой ткани. Клет. технол. в биол. и мед. 2005; 3: 140-145
  9. Кузин М. И., Костюченок Б. М. Раны и раневая инфекция. М.: Медицина. 1981; 688
  10. Маянский Д. Н. Хроническое воспаление. - М.: Медицина. 1991; 272
  11. Мяделец О. Д., Адаскевич В. П. Морфофункциональная дерматология. Минск: БелМедКнига. 2006; 752
  12. Мяделец О. Д., Суханов А. Ф. Взаимодействие тканевых базофилов и макрофагов в коже и лимфоузле крыс при воздействии общей глубокой гипотермии. Криобиология. 1990; 4: 19-22
  13. Олейник Е. А., Васильев А. Г., Кравцова А. А. Определение уровня тестостерона у женщин-спортсменок. Морфология. 2008; 134 (5): 85
  14. Серов В. В., Шехтер А. Б. Соединительная ткань. Функциональная морфология и общая патология. - М.: Медицина. 1981; 312
  15. Трашков А. П., Васильев А. Г., Дементьева Е. А., Беспалов В. Г., Панченко А. В., Муразов Я. Г. Сравнительная характеристика нарушений работы плазменного компонента системы гемостаза крыс при развитии экспериментальных опухолей различного гистологического типа. Вестник Российской военно-медицинской академии. 2011; 1: 148-153
  16. Трашков А. П., Панченко А. В., Каюкова Е. С., Кораблев Р. В., Печатникова В. А., Васильев А. Г., Анисимов В. Н. Лейкемия р-388 у мышей линии cdf1 как тест-система опухоль-ассоциированного неоангиогенеза и гиперкоагуляции. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2014; 158 (10): 500-502
  17. Хайцев Н. В., Трашков А. П., Васильев А. Г., Кравцова А. А., Малютина Н. Л. Влияние предварительной тренировки к гипоксии на уровень напряжения кислорода в опухоли при ионизирующем облучении. Педиатр. 2012; 3 (2): 37-39
  18. Хилькин А. М., Шехтер А. Б., Истранов Л. П. и др. Коллаген и его применение в медицине. М.: Медицина. 1976; 228
  19. Хрупкин В. И., Зубрицкий В. Ф., Ивашкин А. Н. и др. Дерматопластика раневых дефектов. М.: ГЭОТАР-Медиа. 2009; 242
  20. Цыган Н. В., Одинак М. М., Пелешок А. С., Марченко С. П., Наумов А. Б., Трашков А. П., Васильев А. Г., Хубулава Г. Г., Леванович В. В. Нейропротекция при реконструктивных операциях на дуге аорты. Вестник Российской военно-медицинской академии. 2012; 2: 119-127
  21. Чурилов Л. П., Васильев А. Г. Патофизиология иммунной системы: Учебное пособие. - С-Пб: ООО «Издательство ФОЛИАНТ». 2014; 664
  22. Юрина Н. А., Радостина А. И. Морфофункциональная гетерогенность и взаимодействие клеток соединительной ткани. М.: Медицина. 1990; 322
  23. Ярыгин К. Н. Роль резидентных и циркулирующих стволовых клеток в физиологической и репаративной регенерации. Патол. физиол. и эксперим. терапия. 2008; 1: 2-8
  24. Anisimov V. N., Popovich I. G., Zabezhinski M. A., Egormin P. A., Yurova M. N., Semenchenko A. V., Tyndyk M. L., Panchenko A. V., Trashkov A. P., Vasiliev A. G., Khaitsev N. V. Sex differences in aging, life span and spontaneous tumorigenesis in 129/sv mice neonatally exposed to metformin. Cell Cycle. 2015; 14 (I, 1): 46-55
  25. Banes A. J., Compton D. W., Bornhoeft J. et al. Biologic, biosynthetic, and synthetic dressings as temporary wound covers: a biochemical comparison. J Burn Care Rehabil. 1986; 7: 96-104
  26. Boyd M., Flasza M., Johnson P. A. et al. Integration and persistence of an investigational human living skin equivalent (ICX-SKN) in human surgical wounds. Regen. Med. 2007; 2: 369-376
  27. Brigido S. A., Boc S. F., Lopez R. C. Effective management of major lower extremity wounds using an acellular regenerative tissue matrix: a pilot study. Orthopedics. 2004; 27 (S1): 145-149
  28. Carsin H., Ainaud P., Le Bever H. et al. Cultured epithelial autografts in extensive burn coverage of severely traumatized patients: a five year single-center experience with 30 patients. Burns. 2000; 26: 379-387
  29. Cassidy C., St Peter S. D., Lacey S. et al. Biobrane versus DuoDERM for the treatment of intermediate thickness burns in children: a prospective, randomized trial. Burns. 2005; 31: 890-893
  30. Colocho G., Graham W. P. 3rd, Greene A. E. et al. Human amniotic membrane as a physiologic wound dressing. Arch. Surg. 1974; 109: 370-373
  31. Corselli M., Chen Ch., Crisan M. et al. Perivascular ancestors of adult multipotent stem cells. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2010; 30: 1104-1109
  32. Crivellato E., Beltrami C. A., Mallardi F. et al. The mast cell: an active participant or an innocent bystander? Histol. Histopatol. 2004; 19: 259-270
  33. Chiu T., Burd A. ‘‘Xenograft’’ dressing in the treatment of burns. Clin. Dermatol. 2005; 23: 419-423
  34. Dutta R. C., Dutt A. K. Cellinteractive 3D-scaffold; advances and applications. Biotechnology Advances. 2009; 27 (Issue 4, July-August): 334-339
  35. Dvorak A. M., Mitisu H., Ishizaka T. Stimulation of partial development of human mast cells by supernatant fluid from mouse fibroblast cultures. Clin. Exp. Allergy. 1994; 24: 649-659
  36. Entman M. L., Youker K. A., Frangogiannis N. et al. Is inflammation good for the ischemic heart-perspectives beyond the ordinary. Z. Kardiol. 2000, IX/82-IX/87; 117 (2): 86-92
  37. Galli S. J. New insight into «the riddle of mast cell»: microenvironmental regulation of mast cell development and phenotypic heterogeneity. Lab. Invest. 1990; 62: 5-33
  38. Gogolewski S., Pennings A. J. An artificial skin based on biodegradable mixtures of polylactides and polyurethanes for full-thickness skin wound covering. Makromol. Chem. Rapid. Commun. 1983; 4: 675-680
  39. Gurish M. F., Austen K. F. The diverse rote of mast cells. J. Exp. Med. 2001; 194: 1-5
  40. Guy-Grand D., Dy M., Luffau G. et al. Gut mucosal mast cell. Origin, traffic and differentiation. J. Exp. Med. 1984; 160: 12-28
  41. Harriger M. D., Warden G. D., Greenhalgh D. G. et al. Pigmentation and microanatomy of skin regenerated from composite grafts of cultured cells and biopolymers applied to full-thickness burn wounds. Transplantation. 1995; 59: 700-702
  42. Harper C. Permacol: clinical experience with a new biomaterial. Hosp. Med. 2001; 62: 90-95
  43. Hodde J. P., Ernst D. M., Hiles M. C. An investigation of the long-term bioactivity of endogenous growth factor in OASIS Wound Matrix. J. Wound Care. 2005; 14: 5-23
  44. Li W., Chen M., Guan S. et al. Mechanism of human dermal fibroblast migration driven by type I collagen and platelet-derived growth factor-BB.. Mol Biol Cell. 2004; 15: 294-309
  45. Lobmann R., Pittasch D., Muhlen I. et al. Autologous human keratinocytes cultured on membranes composed of benzyl ester of hyaluronic acid for grafting in nonhealing diabetic foot lesions: a pilot study. Journal Diabetes Complications. 2003; 17: 199-204
  46. Munster A. M., Smith-Meek M., Shalom A. Acellular allograft dermal matrix: immediate or delayed epidermal coverage? Burns. 2001; 27: 150-153
  47. Nie X., Zhang J. Y., Cai K. J. et al. Cosmetic improvement in various acute skin defects treated with tissue-engineered skin. Artif. Organs. 2007; 31 (9): 703-710
  48. Papathanasopoulos A., Giannoudis P. V. Biological considerations of mesenchymal stem cells and endothelial progenitor cells. Injury. 2008; 39 (S 2): 21-32
  49. Pigeon J. Treatment of second-degree burns with amniotic membranes. Can. Med. Assoc. J. 1960; 83: 835-844
  50. Prussin C., Metcalfe D. D. IgE, mast cell, basophils and eosinophils. J. Allergy. Clin. Immunol. 2003; 111: 486-494
  51. Puxeddu I., Piliponsky A. M., Bachelet I. et al. Mast cell in allergy and beyond. Int. J. Biochem. Cell Biol. 2003; 35: 1601-1607
  52. Raguse J. D., Gath H. J. A metabolically active dermal replacement (Dermagraft) for vestibuloplasty. J. Oral. Rehabil. 2005; 32: 337-340
  53. Rodewald H. R., Dessing M., Dvorak A. M. et al. Identification of a committed precursor for the mast cell lineage. Scince. 1996; 271: 818-822
  54. Ruger B., Dunbar P. R., Hasan Q. et al. Human mast cell produce type VIII collagen in vivo. Int. J. Exp. Pathol. 1994; 75: 397-404
  55. Schor S. L., Court J. Different mechanisms in the attachment of cells to native and denatured collagen. J. Cell Sci. 1979; 38: 267-81
  56. Shen Q., Wang Y., Kokovay E. et al. Adult SVZ stem cells lie in vascular niche: a quantitative analysis of niche cell-cell interactions. Cell Stem Cell. 2008; 3: 289-300
  57. Schoepf C. Allograft safety: efficacy of the tutoplast process. Implants-International Magazine of Oral Implantology. 2006; 7
  58. Somasundaram P., Ren G., Nagan H et al. Mast cell tryptase may modulate endothelial cell phenotype in healing myocardial infarcts. J. Pathol. 2005; 205: 102-111
  59. Still J., Glat P., Silverstein P. et al. The use of a collagen sponge/living cell composite material to treat donor sites in burn patients. Burns. 2003; 29: 837-841
  60. Shushunov S., Balashov L., Kravtsova A., Krasnogorsky I., Vasiliev A., Latté K. P. Determination of acute toxicity of the aqueous extract of potentilla erecta (tormentil) rhizomes in rats and mice. Journal of Medicinal Food. 2009; 12 (5): 1173-1176
  61. Thorne C., Beasley R. W., Smith J. W. et al. Grabb & Smith’s Plastic Surgery. - Philadelphia, PA: Lippincott-Raven. 1997; 1156
  62. Uhlig C., Rapp M., Hartmann H. et al. Suprathel-An innovative, resorbable skin substitute for the treatment of burn victims. Burns. 2007; 33: 221-229
  63. Waymack P., Duff R. G., Sabolinski M. The effect of a tissue engineered bilayered living skin analog, over meshed split-thickness autografts on the healing of excised burn wounds. The Apligraf Burn Study Group. Burns. 2000; 26: 609-619
  64. Wright K. A., Nadire K. B., Busto P. et al. Alternative delivery of keratinocytes using a polyurethane membrane and the implications for its use in the treatment of full-thickness burn injury. Burns. 1998; 24: 7-17
  65. Xu J., Clark R. A. F. Extracellular matrix alters PDGF regulation of fibroblast integrins. J. Cell Biol. 1996; 132: 239-249
  66. Yin T., Li L. The stem cell niches in bone. J. Clin. Investigation. 2006; 116: 1195-1201
  67. Yonezawa M., Tanizaki H., Inoguchi N. et al. Clinical study with allogeneic cultured dermal substitutes for chronic leg ulcers. Int. J. Dermatol. 2007; 46 (1): 36-42
  68. Yoon E. S., Han S. K., Kim W. K. Advantages of the presence of living dermal fibroblasts within restylane for soft tissue augmentation. Ann. Plast. Surg. 2003; 51 (6): 587-592

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2015 Konstantinova M.V., Khaytsev N.V., Kravtsova A.A., Balashov L.D.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 69634 от 15.03.2021 г.


This website uses cookies

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

About Cookies