Различные заболевания кожи в современном мире достаточно широко распространены среди населения всего земного шара и значительно влияют на качество жизни человека. Демографически число больных, страдающих хроническими ранами и нарушенными условиями заживления, достигает масштабов эпидемии и становится еще более обременительным как с точки зрения здоровья человека, так и с экономической [1].
В связи с ростом числа разного рода травм, стихийных бедствий, а также военных конфликтов одной из наиболее актуальных медико-социальных проблем науки является восстановительное лечение ран, использующее различные биоматериалы. Стимулом развития отечественной индустрии биоматериалов - кожных трансплантатов считается их значительная востребованность для лечения поврежденной кожи при ожогах, травмах, затяжных продолжительно незаживающих ранах, в терапевтической косметологии с целью омолаживающей терапии [2].
Кожа является барьером между внутренней и внешней средой и является самым большим органом человеческого тела. Она занимает с учетом подкожно-жировой клетчаткой до 25% от общей массы тела взрослого человека и обеспечивает защиту от внешних физических, химических и биологических агентов [3].
Благодаря наличию резидентных стволовых клеток, поврежденный эпидермис способен реализовать самовосстановление, однако при глубоких травмах и ожогах естественный процесс заживления не является адекватным, что приводит к несовершенной репарации, заключающейся в формировании хронических ран и рубцов. Потеря толщины кожи и подлежащих мягких тканей по любым причинам более 4 см нуждается в пересадке кожи для его лечения [4]. Кроме того, любая травма часто приводит к острым ранам кожи. После завершения процессов репарации без специфического лечения на месте ран формируются, так называемые, доброкачественные рубцы [11]. Лечение пространных ран кожи и мягких тканей составляет значительный сегмент расходов на здравоохранение. При стандартном восстановлении кожи при помощи ауто- и аллотрансплантации существует выраженный дефицит доступной здоровой донорской ткани.
Альтернативой традиционным стратегиям заживления ран и регенерации мягких тканей служат тканеинженерные (ТИ) заменители кожи. Среди ТИ органов кожа была первым биоинженерным органом, который прошел путь от лабораторных исследований до применения в клинике [5]. В последние десятилетия были разработаны различные биоинженерные и синтетические заменители, которые, как правило, позиционируются для одномоментного лечения в острой фазе повреждений и обеспечивают барьерную функцию наряду с защитой от микроорганизмов, уменьшением боли в ранах и стимулированием заживления ран путем регенерации тканей [3-5].
В тканевой инженерии используют различные материалы природного и синтетического происхождения.
В последнее время популярностью в исследованиях материалов для ТИ заменителей кожи пользуются биодеградируемые полиэфиры бактериального происхождения - полигидроксиалканоаты (ПГА) [14]. Этот класс полимеров обладает несколькими преимуществами, так как подходит под требования, предъявляемые для создания искусственного внеклеточного матрикса (ВКМ) многих тканей, в том числе базальной мембраны дермы. В первую очередь это такие важные свойства, как биосовместимость и биодеградация.
1. Изготовлена серия матриксов из П(3ГБ3ГВ10) высокой степени очистки в виде полимерных пленок.
2. Исследование свойств поверхности образцов показало незначительное различие в характеристиках, при величине контактного угла смачивания образцов, которая составила от 59,4 до 60,2, а величина свободной поверхностной энергии от 39,05 до 39,25 эрг/см2.
3. За время культивирования количество прикрепленных живых клеток на пленочных образцах было близко по отношению к контролю и составило более 95% для образцов № 2, 3 и контроля, и примерно 88 % клеток для образца №1 - однократная очистка.
4. Исследование пленочных образцов с помощью МТТ-теста на примере клеток HeLa показала отсутствие цитотоксического эффекта полимерных пленочных матриксов.
5. Результаты флуоресцентного окрашивания клеток Hela на пленочных образцах показали их равномерное распределение по поверхности и нормальную морфологию клеток.
6. Полученные в результате исследования данные позволяют сделать выводы о пригодности образцов П(3ГБГВ10) высокой очистки для культивирования адгезионных культур для целей тканевой инженерии. По результатам подсчета количества адгезированных клеток и МТТ-теста ближе всего к контролю оказался пленочный образец №3, прошедший трехкратную очистку. Результаты, достигнутые с модельной культурой адгезирующих к субстрату клеток, служат основой для использования ПГА в тканевой инженерии кожи, имеющие четкую стратификацию анатомических отделов относительно базальной мембраны.
1. Sen, C. Human skin wounds: A major and snowballing threat to public health and the economy: perspective article / C. Sen, G. Gordillo, S. Roy. // Wound Repair and Regeneration. - 2009. - T.17. - №9. - C. 763-771.
2. Dieckmann, C. Regenerative medicine in dermatology: Biomaterials, tissue engineering, stem cells, gene transfer and beyond / C. Dieckmann, R. Renner, L. Milkova et al. // Experimental Dermatology. - 2010. - №19. - C. 697-706.
3. Vig, K. Advances in skin regeneration using tissue engineering / K. Vig, A. Chaudhari, S. Tripathi // International Journal of Molecular Sciences. - 2017. - №4. - C.789.
4. Herndon, D.N. A comparison of conservative versus early excision. Therapies in severely burned patients /D. Herndon, R. Barrow, R. Rutan // Annals of Surgery. - 1989. - № 5. -C. 547-553.
5. Rheinwald, J.G. Human epidermal keratinocyte cell culture and xenograft systems: applications in the detection of potential chemical carcinogens and the study of epidermal transformation. // Progress in clinical and biological research. - 1989.
6. Шишацкая, Е.И. Исследование пленочных матриксов из резорбируемых полигидроксиалканоатов различного химического состава in vivo: реакция тканей и кинетика биоразрушения / Е.И. Шишацкая, Е.Д. Николаева, А.В. Горева // Гены и клетки. - 2012. - Т.12, № 1. - С. 73-80.
7. Halim, A.S. Biologic and synthetic skin substitutes: An overview / A.S. Halim, , T.L. Khoo, S.J. Shah et al. // Indian Journal of Plastic Surgery. - 2010.
8. Mian, M. Collagen as a pharmacological approach in wound healing / Mian M., Beghe F., Mian E. // International Journal of Tissue Reactions. - 1992. - №14. - C. 1-9.
9. Harper, C. PermacolTM: Clinical experience with a new biomaterial // Hosp. Med. - 2001. - №2. - C.90-95.
10. Trengove, N.J. Analysis of the acute and chronic wound environments: The role of proteases and their inhibitors / N. Trengove, M. Stacey, S. Macauley // Wound Repair and Regeneration. - 1999. - №6. - C. 442-452.
11. Chiu,T. “Xenograft” dressing in the treatment of burns / T. Chiu, A. Burd // Clin. Dermatol. - 2005. - №23. - C.419-423.
12. Shores, J.T. Skin substitutes and alternatives: a review / J.T. Shores, A. Gabriel, S. Gupta // Advances in skin & wound care. - 2007. - №9. - C.493-508
13. Thorne, C.H. Techniques and principles in plastic surgery / C.H. Thorne // Grabb and Smith’s Plastic Surgery. - 2007. - C.1-12.
14. Cardinal, M. Serial surgical debridement: A retrospective study on clinical outcomes in chronic lower extremity wounds: Original Research - Clinical Science / M. Cardinal, D. Eisenbud, D. Armstrong // Wound Repair Regen. - 2009. - №17. - C.306-311.
15. Norman, P. Immunobiology: The immune system in health and disease / Norman P. // Journal of Allergy and Clinical Immunology. - 1995. - № 96. - C.274- 274...(77)