Добавил:
Sekretar
kiopkiopkiop18@yandex.ru
t.me/Prokururor I Вовсе не секретарь, но почту проверяю
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Ординатура / Хирургия / Библиотека им академика М.И. Перельмана / Книга_931_Библиотеки_им_академика_М_И_Перельмана
.pdf
300 Часть V. Тканевая инженерия и регенеративная медицина, биоискусственные органы
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Форма
выпуска
Пленка
Пленка
Таблица 14.2
Область
применения
Диабетическая
стопа
Диабетическая
стопа, язвы ног
Язвы ног Пленка
Ожоги Пленка
Ожоги и раны Пленка
Описание продукта
Год допуска
применению
к клиническому
Продукт/
производитель
Некоторые коммерческие тканеинженерные продукты для терапевтического применения
Продолжение таблицы 14.2 см. на следующей странице
Vicryl™ — биодеградируемый
синтетический сополимер молочной
и гликолевой кислот. Содержит
неонатальные человеческие
фибробласты
Нижний слой — человеческие
фибробласты и бычий коллаген
I типа. Верхний слой — кератиноциты.
Матрикс содержит гормоны,
аминокислоты
Двухслойный клеточный матрикс из
бычьего коллагена I типа, засеянный
аллогенными эпидермальными
кератиноцитами и дермальными
фибробластами.
Матрикс содержит цитокины
и факторы роста
Нейлоновая сеть, покрытая коллагеном
животного происхождения, содержащая
аллогенные человеческие фибробласты
и слой силикона
Аллогенные фибробласты и
человеческий коллаген
с дополнительным слоем
кератиноцитов
Dermagraft™,
2001
Advanced
BioHealing
1998
Apligraf™,
Organogenesis Inc.
На стадии
клинических
OrCel™, Ortec
исследований
International Inc.
TransCyte,
1997
Advanced
BioHealing
На стадии
клинических
ICXGSKN,
исследований
Intercytex
Ткань
Кожа
Глава 14. Пути создания тканеинженерных конструкций 301
Таблица 14.2. Продолжение
Хрящевая
и костная
ткани
INFUSE Bone
Graft, Medtronic
2002
Губки из бычьего коллагена I типа,
пропитанные раств ором rhBMP92,
содержат ростовые факторы
Корпородез,
спондилодез
Твердый
OP91, Stryker 2001
Бычий коллаген I типа с rhBMP92,
содержит ростовые факторы
Костные
повреждения
Паста
GEM 21S,
BioMimetic
Therapeutics
2005
Частицы 9трикальцийфосфата
и PDGF9BB
Дефекты
зубной
кости, дефекты
челюсти
Паста
CaReS,
Arthro9Kinetics
2007
Матрикс из коллагена I типа,
полученного из крысиных хвостов
с аутологичными хондроцитами
Повреждения
суставного
хряща
3D9диск
Bioseed9C,
Biotissue
Technologies
На стадии
клинических
исследований
Матрикс на основе сополимера
гликолевой/молочной кислот
с полидиоксаноном, содержащий
аутологичные хондроциты
Повреждения
суставного
хряща
3D9диск
Hyalograft
C autograft,
Fidia Advanced
Biopolymers
2008
Матрикс из этерифицированной
производной гиалуроновой кислоты
с аутологичными хондроцитами
Повреждения
суставного
хряща
3D9диск
MACI, Genzyme 2013
Мембрана из животного коллагена
I типа с аутологичными хондроцитами
Повреждения
суставного
хряща
Пленка
Сетчатка
глаза
NT9501, Neurotech
На стадии
клинических
исследований
Генетически модифицированные
аллогенные клетки, секретирующие
мерцательный нейротрофический
фактор, заключенные в полые
проницаемые волокна
из полиэфирсульфона
Пигментная
дегенерация
сетчатки
Трубка
Окончание таблицы 14.2 см. на следующей странице
302 Часть V. Тканевая инженерия и регенеративная медицина, биоискусственные органы
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Форма
выпуска
Пленки
Сфера
Сфера
Пленка
Гель,
пленка,
трубка
Область
Таблица 14.2. Окончание
применения
Сахарный
диабет
Сахарный
диабет
Сахарный
диабет
Расщепление
позвоночника,
дисфункция
мочевого
пузыря
Хрящ, кость,
голосовые
связки
Описание продукта
Год допуска
применению
к клиническому
Продукт/
производитель
Ткань
Пленки из альгината
с инкапсулированными островками
поджелудочной железы человека
или свиньи, толщиной 250 мкм
Капсулы из альгината/полилизина,
содержащие островки поджелудочной
железы человека
Капсулы из альгината/
полиэтиленгликоля, содержащие
островки поджелудочной железы
человека
Сополимер молочной и гликолевой
кислот с аутологичными
уротелиальными и гладкомышечными
клетками
Сшиваемая бактериальная
гиалуроновая кислота,
денатурированный свиной и бычий
коллаген (желатин), производные
гепарина свиньи и полиэтиленгликоля
с аллогенными или аутологичными
клетками и ростовыми фактор ами
в зависимости от применения
Доклинические
Islet Sheet,
испытания
Cerco Medical
Клинические
испытания, II
AmCyte,
ReNeuron
Поджелу(
дочная
фаза
На стадии
клинических
исследований
Viacyte,
PEC(EncapTM
железа
На стадии
Neo(Bladder
Мочевой
клинических
исследований
Augment, Tengion
пузырь
Доклинические
испытания
Extracel, Glycosan
BioSystems
Много(
функцио(
нальные
Примечание: rhBMP(2 — рекомбинантный человеческий костный морфогенетический белок2; PDGF(BB — рекомбинантный фактор роста тромбоцитовBB.
Глава 14. Пути создания тканеинженерных конструкций 303
МАТРИКС + +
• биостабильные
• биорезорбируемые
• децеллюляризованные
ткани и органы
КЛЕТКИ
• стромальные
• тканеспецифичные
Создание клеточноинженерной конструкции in vitro
Формирование клеточноинженерной конструкции,
биоискусственного органа
Биореактор In vitro
СИГНАЛЬНЫЕ БИОМОЛЕКУЛЫ
• факторы роста
• цитокины
• антиоксиданты
МАТРИКС + +
• биостабильные
• биорезорбируемые
• децеллюляризованные
ткани и органы
КЛЕТКИ
• стромальные
• тканеспецифичные
Создание клеточноинженерной конструкции in vitro
Имплантация клеточноинженерной конструкции
Стимулирование
процессов регенерации
поврежденной ткани
Формирование
клеточноинженерной конструкции,
биоискусственного органа in situ
СИГНАЛЬНЫЕ БИОМОЛЕКУЛЫ
• факторы роста
• цитокины
• антиоксиданты
Рис. 14.1. Два пути формирования биомедицинского клеточного про7
дукта — ТИК
Рис. 14.2. Клеточноинженерная конструкция как биомедицинский кле7
точный продукт для регенерации поврежденных органов и тканей
304 Часть V. Тканевая инженерия и регенеративная медицина, биоискусственные органы
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Культура клеток
(тканеспецифичных
и/или стромальных)
Рис. 14.3. Основные компоненты клеточноинженерных конструкций
коллагенсодержащий гидрогель
Клеточноинженерные конструкции
хрящевой ткани, печени и поджелудочной железы
Биополимерный
микрогетерогенный
(размер частиц ~150 мкм)
хряща, печени и поджелудочной железы
сколько раз превышает время биодеграда5
ции биоимплантатов из коллагена, которые
рассасываются в течение 3–4 недель. Кроме
того, микрогранулы БМКГ имеют пори5
стую структуру, что способствует улучше5
нию процессов неоваскуляризации и неои5
нервации (рис. 14.5, В).
Специфическая
культуральная среда
А
Б
Рис. 14.4. Общий вид инъекционной фор5
мы биополимерного микрогетерогенного кол5
лагенсодержащего гидрогеля (торговый знак
Сферо®ГЕЛЬ), изготовленного из компонен5
тов внеклеточного матрикса тканей сельско5
хозяйственных животных (состав: пептиды
гидролизованного коллагена, протеогликаны,
гликопротеины и др.)
Рис. 14.5. Макро5, микро5 и наноструктура
биополимерного микрогетер огенного колла5
генсодержащего гидрогеля. А — оптическая ми5
кроскопия, увеличение × 40. Б — сканирующая
электронная микроскопия, увеличение × 50.
В— метод сканирующей зондовой нанотомо5
графии. Размер микропор 2–3 мкм, увеличе5
ние × 10
В
3
Глава 14. Пути создания тканеинженерных конструкций 305
В качестве клеточной компоненты для кле2
точноинженерной конструкции хрящевой
ткани человека (КИК ХТч) были выбра2
ны мезенхимальные стромальные клетки
жировой ткани человека (ММСК ЖТч)
(рис.14.6).
Функциональная активность КИК ХТч
была исследована на модели адъювантного
артрита с переходом в остеоартроз (на кро2
ликах породы Шиншилла).
Адъювантный артрит с последующим
переходом в артроз моделировали на ко2
ленных суставах задних лап самок кроли2
ков породы Шиншилла весом 3–3,5 кг.
Развитие остеоартроза через 30 суток после
моделирования остеоартроза (58 суток от
начала моделирования остеоартроза) было
подтверждено клиническими, гематологи2
ческими и рентгенологическими методами
исследования (рис. 14.7).
Правый сустав служил отрицательным
контролем, в левый — вводили КИК ХТч.
На рисунке 14.8 представлена типичная ги2
стологическая картина здорового сустав2
ного (гиалинового) хряща. Поверхностный
слой без дефектов, хондроциты в среднем
слое формируют колонки2столбики, об2
условливающие демпфирующие свойства
суставного хряща.
В контрольных суставах (отрицатель2
ный контроль) на 902е сутки после начала
моделирования остеоартроза наблюдаются
14.1. Клеточноинженерная конструкция хрящевой ткани
Рис. 14.6. Культура ММСК ЖТч, 2 пассаж,
2 × 106 кл/мл матрикса БМКГ. Окрашивание
гематоксилином. Увеличение микроскопа × 200
Рис. 14.7. Рентгенограмма коленных суставов кролика. А — рентгено2
грамма коленных суставов кролика до моделирования остеоартроза. Б—
рентгенограмма коленных суставов кролика через 30 суток после модели2
рования остеоартроза
А Б
306 Часть V. Тканевая инженерия и регенеративная медицина, биоискусственные органы
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
изъязвления и слущивания поверхностной
пластины хряща, обеднение глубоких сло8
ев клетками, исчезновение колончатого
строения, хаотичное расположение хряще8
вых клеток и очаговое разволокнение хря8
щевого матрикса (рис. 14.9, А).
После введения в поврежденный сустав
КИК ХТч на 608е сутки имплантации и на
908е сутки после моделирования остеоар8
троза в препаратах обнаруживаются при8
знаки частичного восстановления структу8
ры хряща, выражающиеся в формировании
хондроцитами колонок8столбиков в среднем
слое, некотором оживлении поверхностного
слоя (увеличении количества клеток), появ8
Рис. 14.8. Гистологическая структура гиа8
линового хряща коленного сустава большой
берцовой кости интактных кроликов. Окраска
гематоксилином и эозином. Увеличение ми8
кроскопа × 200
лении изогенных групп хрящевых клеток в
матриксе (рис. 14.9, Б). Полученный резуль8
тат свидет ельствует о нали чи и существен8
ного регенеративного потенциала биомеди8
цинского клеточного продукта КИК ХТч.
А Б
Рис. 14.9. Гистологические структуры хрящей суставов большой бер8
цовой кости кролика из опытной группы 1 на 908е сутки после модели8
рования остеоартроза. А — правый коленный сустав на 908е сутки после
моделирования остеоартроза (отрицательный контроль). Б — левый ко8
ленный сустав на 908е сутки после моделирования остеоартроза или 608е
сутки после внутрисуставного введения КИК ХТч. Окраска гематоксили8
ном и эозином. Увеличение микроскопа × 200
Глава 14. Пути создания тканеинженерных конструкций 307
В качестве клеточной компоненты КИК
печени были взяты сокультивирован9
ные аллогенные клетки печени и ММСК
костного мозга крыс в соотношении 5 : 1
(рис.14.10). КИК печени имплантировали
в паренхиму печени крысы через семь су9
ток после завершения моделирования хро9
нического токсического фиброзирующего
повреждения печени (затравка крыс CCl
4
в течение 42 суток). Для визуализации вве9
денных в паренхиму печени КИК в матрикс
БМКГ дополнительно добавляли микро9
носитель для культур клеток Цитодекс.
На седьмые с утки после ок ончания затрав9
ки наблюдали четко выраженные признаки
фиброза (появление ложных долек печени).
В контрольной группе крыс, которым вводи9
ли физиологический раствор, к 909м суткам
после окончания затравки наблюдали даль9
нейшее разрастание соединительной ткани и
формирование внутридолькового фиброза с
циррозом печени к 1809м суткам (рис. 14.11).
Напротив, в экспериментальной груп9
пе животных через 90 суток в клеточных
структурах имплантированных клеточно9
инженерных конструкций отмечался вы9
сокий уровень гликогенаккумулирующей
активности гепатоцитов, а с ами конструк9
ции оказываются функционирующими и
полностью интегрированными в ткань пе9
чени реципиента (рис. 14.12).
Через 180 суток после имплантации
клеточноинженерные конструкции были
полностью интегрированы в печеночную
ткань реципиента с образованием новых
функционирующих кровеносных сосудов
и желчных протоков (рис. 14.13). Прове9
денные биохимические и гистологические
исследования показали, что имплантация
предложенных клеточноинженерных кон9
струкций в паренхиму печени способствует
дефиброзированию ткани поврежденной
печени и нормализации показателей функ9
ции печени по сравнению с контролем.
Рис. 14.10. Сокультивированные клетки пе9
чени и ММСК костного мозга. Образование
ассоциата печеночных клеток с ММСК кост9
ного мозга, третьи сутки. Фазовоконтрастная
микроскопия. Увеличение микроскопа × 200
Рис. 14.11. Гистологическая картина ткани
печени через 180 суток после завершения мо9
делирования хронического токсического фи9
брозиру ющего повреждения печени (затравка
крыс CCl4 в течение 42 суток). Окраска соеди9
нительной ткани по Маллори. Ложные дольки,
цирроз. Увеличение микроскопа × 250
14.2. Клеточноинженерная конструкция печени
308 Часть V. Тканевая инженерия и регенеративная медицина, биоискусственные органы
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
А Б
Пересаженные
Пересаженные
аллогенные
аллогенные
гепатоциты КИК
гепатоциты КИК
печени
печени
Цитодекс
Цитодекс
ЖП
ЖП
Рис. 14.12. Состояние клеточноинженерных конструкций, содержа5
щих ассоциаты клеток п ечени и ММСК костного мозга, через 90 су5
ток после их трансплантации в поврежденную печень эксперимен5
тальных животных. Окраска гематоксилином и эозином. Увеличение
микроскопа × 400. А — жизнеспособные клетки донорской печени в
структуре трансплантированной клеточноинженерной конструкции.
Б — образованные желчные протоки (ЖП) по периферии клеточноин5
женерной конструкции
Рис. 14.13. Гистологическая картина после имплантации клеточноин5
женерной конструкции печени на 1805е сутки (экспериментальная мо5
дель хронического токсического фиброзирующего повреждения печени
крысы). Окраска гематоксилином и эозином. Увеличение микроскопа
× 400. Интеграция пересаженных аллогенных клеток в ткань печени ре5
ципиента с исчезновением в ней признаков фиброза
Пересаженные
Пересаженные
аллогенные
аллогенные
гепатоциты КИК
гепатоциты КИК
печени
печени
Цитодекс
Цитодекс
Глава 14. Пути создания тканеинженерных конструкций 309
Клеточной компонентой для клеточ.
ноинженерной конструкции поджелудоч.
ной железы (КИК ПЖ) были взяты куль.
туры флотирующих островковых клеток
поджелудочной железы новорожденных
кроликов (рис. 14.14).
Функциональная эффективность КИК
ПЖ (рис. 14.15) в условиях in vivo была ис.
следована путем ее внутрибрюшинного вве.
дения животным (крысы линии Вистар) с
экспериментальным сахарным диабетом1.
и 2.го типа (стрептозотоциновая модель).
Определяли не только сахароснижаю.
щий эффект выполненной имплантации,
но и ее влияние на островковый аппарат
собственной поджелудочной железы крыс.
реципиентов. Было отмечено существенное
снижение уровня гипергликемии, и к исходу
Рис. 14.15. Клеточноинженерная конструкция поджелудочной железы.
А — КИК ПЖ на 21.е сутки культивирования 12–14.дневных культур
флотирующих островковых клеток поджелудочной железы новорожден.
ных кроликов с БМКГ. Увеличение микроскопа × 200. Б — флотирующие
культуры островковых клеток поджелудочной железы (островков Лангер.
ганса) новорожденных кроликов КИК ПЖ на 21.е сутки культивирова.
ния на матриксе. Иммунопозитивное окрашивание .клеток антителами
к инсулину. Увеличение микроскопа × 400
А Б
Рис. 14.14. 12–14.суточная флотирующая
культура островковых клеток (островки Лан.
герганса) новорожденных кроликов. Иммуно.
позитивное окрашивание .клеток антителами
к инсулину. Увеличение микроскопа × 200
14.3. Клеточноинженерная конструкция
поджелудочной железы
Соседние файлы в папке Библиотека им академика М.И. Перельмана