14.613.21.0008

Настоящий проект направлен на разработку полностью биорезорбируемого сетчатого имплантата, пригодного для эффективного заселения мультипотентными стромальными клетками для восстановления дефектов стенок полостей организма при хирургическом лечении.

На сегодняшний день применение сетчатых имплантатов (хирургических сеток) является наиболее оптимальным и часто используемым методом восстановления поврежденных стенок брюшной полости и малого таза. Тем не менее, даже с использованием современных материалов из полипропилена, полиэстера, с добавлением викрила и др. проблема тканевой интеграции сеток для пластической хирургии остается нерешенной. В связи с тем, что наиболее часто используемые сетки производятся из нерезорбируемых полимеров или с добавлением резорбируемых (например, викрила), наиболее часто данные конструкции подвергаются кальцификации и деградации. Однако использование современных сеток лишь из резорбируемых полимеров не дало бы достаточного эффекта для полного восстановления поврежденной стенки тела. На наш взгляд, решением данной проблемы является разработка тканеинженерной конструкции, в основе которой будет использован принцип легких сеток для пластики со способностью стимулировать регенерацию недостаточного соединительнотканного каркаса в области дефекта. Предлагаемые решения по разработке биорезорбируемых имплантатов предлагаются впервые.

В результате реализации проекта будет разработан биорезорбируемый биоактивный сетчатый имплантат на основе алифатических полимерных эфиров и мультипотентных стромальных клеток для хирургической пластики стенок малого таза и брюшной полости. Структурная организация разрабатываемого имплантата будет обеспечивать более эффективную(качественную и количественную) адгезию клеток, что не свойственно для уже существующих биорезорбируемых сетчатых имплантатов. МСК заселенные в имплантат после введения будут обеспечивать интенсивное прорастание соединительной ткани и кровеносных сосудов, что приведет к оптимальной интеграции имплантата с собственными тканями. Полная биорезорбция предлагаемого имплантата позволит минимизировать возможные осложнения, которые характерны для всех существующих нерезорбируемых хирургических имплантатов. Таким образом, такая тканеинжнерная конструкция (ТИК) будет замещаться собственно соединительной тканью и обеспечивать более эффективное и длительное укрепление стенки малого таза или брюшной полости.

 

 

Основными задачами данного этапа реализации проекта являлись выбор и отработка релевантной и воспроизводимой экспериментальной модели для изучения безопасности и эффективности применения разработанных протезов и тканеинженерных конструкций. В литературе описано как минимум две широко используемые модели: подкожной трансплантации и закрытия полнослойного дефекта брюшной стенки. По нашему мнению, последняя модель является более релевантной и информативной,  так как позволяет охарактеризовать спаечный процесс и оценить функциональное назначение протеза по ограничению эвентрации внутренних органов. Для отработки экспериментальной модели было проведено пилотное экспериментальное исследование по трансплантации исходных вариантов протезов PDO и PGA (без заселения культуры МСК), в том числе с модифицированными поверхностями (дополнительное покрытие PLA). Клинический осмотр животных в первые несколько дней после операции выявил несостоятельность идеи дополнительной модификации поверхности протезов PLA. В результате модификации протезы как из PGA, так и PDO приобретали более жесткую консистенцию, что приводило к значительной деформации мягкий тканей в области трансплантации. Животные выгрызали протез и расчесывали рану, что заставило нас отказаться от дальнейших исследований с данными вариантами протезов.

Таким образом, в эксперименте мы сравнили безопасность и эффективность использования исходных вариантов протезов PGA и PDO без модификации поверхности, в качестве положительного контроля мы использовали Permacol – широко используемый в хирургии резорбируемый протез из дермы свиней. Все варианты протезов постепенно резобировались и замещались собственной соединительной тканью, были выявлены признаки образования новых скелетных мышц в области трансплантации. По мере резорбции уменьшалась и прочность протеза, в том числе и контрольной группе, но предел прочности не был меньше этого показателя нативных тканей.

По ряду показателям биосовместимости и эффективности протез из PDO оказался достоверно лучше, чем протез из PGA и даже Permacol. В частности, наименьшее количество спаек наблюдали при трансплантации PDO. Степень выраженности воспалительной реакции при отторжении протеза как инородного тела также была низкой в группе PDO, по сравнению с PGA и Permacol, что проявлялось менее выраженной макрофагальной инфильтрацией, поляризацией макрофагов в М2, повышенной экспрессией противовоспалительных генов цитокинов и низкой экспрессией и продукцией провоспалительных. 

Проведенное пилотное экспериментальное исследование позволило отработать воспроизводимую модель полнослойного дефекта передней брюшной стенки, отобрать и апробировать основные критерии верификации функциональных и морфологических тестов и эмпирически обосновать выбор материала протеза для дальнейшей разработки конечного продукта, тканеинженерной конструкции.              

Использование данных технологий позволит увеличить срок трудоспособности пациентов, что в свою очередь уменьшит процент инвалидизации и социальных потерь в экономике страны. Разрабатываемые продукты предназначены для импортозамещения традиционных сетчатых имплантатов с целью уменьшения количества побочных эффектов, а также для развития персонализированной медицины.