ПОЛИТРАВМА / POLYTRAUMA

Цель исследования — оценить влияние ферментативных и детергентных методов очистки гель-пленок бактериальной целлюлозы (БЦ) в модели подкожной биосовместимости у крыс через 6 месяцев после имплантации.
Материалы и методы. Гель-пленки БЦ получались к 8-м суткам синтеза консорциумом Medusomyces gisevii при статических условиях. В 3 вариантах для очистки гель-пленок БЦ перед обработкой растворами NaOH применяли ферментные и детергентные методы, в качестве контроля использовали БЦ, обработанные только NaOH. После стерилизации гель-пленки БЦ имплантированы 6 крысам породы вистар. Через 6 месяцев после имплантации импланты иссекались, проводилась стандартная гистологическая обработка экспериментального материала, готовились парафинированные срезы толщиной 6-7 мкм, которые окрашивались гематоксилин-эозином и по Ван-Гизону, проводилась ПАС-реакция. При гистологическом исследовании периимплантных участков использовались оценочные критерии международного стандарта ISO 10993-6-2021. Для статистической оценки полученных показателей применяли непараметрический тест Краскела – Уоллиса с критерием Данна.
Результаты. К 6 месяцам при всех вариантах подготовки гель-пленок БЦ наблюдалось очаговое хроническое воспаление минимальной активности, преимущественно ориентированное на участки краевого расслоения БЦ. В таких местах чаще выявлялась очаговая хроническая воспалительная инфильтрация минимальной активности, представленная многоядерными клетками, гистиоцитами и лимфоцитами. В цитоплазмах многоядерных клеток, а также гистиоцитов, ориентированных на участки краевого расслоения гель-пленок БЦ, определялась акцентированная ПАС-положительная реакция, что может быть связано с локальной биодеградацией имплантатов. Анализ морфометрических показателей клеточных реакций периимплантатной области выявил статистически значимое снижение плотности многоядерных клеток, гистиоцитов и лимфоцитов при включении ферментных и детергентных методов очистки пленок гель-пленок БЦ помимо растворов NaOH (р < 0,001).
Заключение. Примененные в исследовании методы очищения гель-пленок БЦ, помимо обработки NaOH, снижают выраженность периимплантных очаговых хронических воспалительных реакций к сроку 6 месяцев после имплантации в подкожной модели у крыс, однако не отменяют его полностью. Выявление гистиоцитов и многоядерных клеток с акцентированно позитивной ПАС-реакцией в цитоплазме, в участках краевого расслоения может являться признаком очаговой биодеградации имплантов БЦ.

Revin VV, Liyaskina EV, Parchaykina MV, Kuzmenko TP, Kurgaeva IV, Revin VD, et al. Bacterial cellulose-based polymer nanocomposites: a review. Polymers. 2022; 14(21): 4670. doi: 10.3390/polym142146702

Pogorelova N, Rogachev E, Digel I, Chernigova S, Nardin D. Bacterial cellulose nanocomposites: morphology and mechanical properties. Materials (Basel). 2020; 13(12): 2849. doi: 10.3390/ma13122849

Lipovka А, Kharchenko A, Dubovoy A, Fillipenko M, Stupak V, Mayorov A, et al. The effect of adding modified chitosan on the strength properties of bacterial cellulose for clinical applications. Polymers. 2021; 13(12): 1995. doi: 10.3390/polym13121995

Larionov PM, Filippenko ML, Stupak VV, Kharchenko AV, Afonyushkin VN, Tereshchenko VP, Barinov AA. Structural analysis of biosynthesized cellulose based on the results of confocal microscopy. The Siberian Scientific Medical Journal. 2016; 36(4): 5-9. Russian (Ларионов П. М., Филиппенко М. Л., Ступак В. В., Харченко А. В., Афонюшкин В. Н., Терещенко В. П., Баринов А. А. Структурный анализ биосинтезированной целлюлозы (наноцеллюлозы) по результатам конфокальной микроскопии // Сибирский научный медицинский журнал. 2016. Т. 36, № 4. С. 5-9)

Fusco D, Meissner F, Podesser BK, Marsano A, Grapow M, Eckstein F, et al. Small-diameter bacterial cellulose-based vascular grafts for coronary artery bypass grafting in a pig model. Front Cardiovasc Med. 2022; 9: 881557. doi: 10.3389/fcvm.2022.881557

Chen Zhang Ch, Cao J, Zhao Sh, Luo H, Yang Zh, Gama M, et al. Biocompatibility evaluation of bacterial cellulose as a scaffold material for tissue-engineered corneal stroma. Cellulose. 2020; 27(2): 2775–2784. doi: 10.1007/s10570-020-02979-0

Raut MP, Asare E, Syed Mohamed SMD, Amadi EN, Roy I. Bacterial cellulose-based blends and composites: versatile biomaterials for tissue engineering applications. International Journal of Molecular Sciences. 2023; 24(2): 986. doi: 10.3390/ijms24020986

Titov AT, Larionov PM, Shchukin VS, Zaikovskii VI. Possible formation of hydroxyapatite in blood. Reports of the Academy of Sciences. 2000; 373(1-6): 132-4. Russian (Титов А. Т., Ларионов П. М., Щукин В. С., Зайковский В. И. О возможности образования гидроксилапатита в крови // Доклады Академии наук. 2000. Т. 373,№ 2. С. 257-259)

Rosen CL, Steinberg GK, DeMonte F, Delashaw JB Jr, Lewis SB, Shaffrey ME, et al. Results of the prospective, randomized, multicenter clinical trial evaluating a biosynthesized cellulose graft for repair of dural defects. Neurosurgery. 2011; 69: 1093-1104. doi: 10.1227/NEU.0b013e3182284aca

Kharchenko AV, Stupak VV. Bacterial nanocellulose as a plastic material for closure of defects of the dura mater: literature review. Russian Journal of Spine Surgery. 2019;16(3):62-73. doi: 10.14531/ss2019.3.62-73. Russian (Харченко А. В., Ступак В. В. Бактериальная наноцеллюлоза как пластический материал для закрытия дефектов твердой мозговой оболочки: обзор литературы // Хирургия позвоночника. 2019. Т. 16, № 3. С. 62-73. doi: 10.14531/ss2019.3.62-73)

Chernigova SV, Zubkova NV, Chernigov YuV, Pogorelova NA. Morphological changes in the tissue structures after thermal burns on the background of using dermarm wound dressing. La Prensa Medica Argentina. 2019; 105(9): 521-525

Catanzano O, Quaglia F, Boateng JS. Wound dressings as growth factor delivery platforms for chronic wound healing. Expert Opin. Drug Deliv. 2021; 18(6): 737-775. doi: 10.1080/17425247.2021.1867096

Liu D, Meng Q, Hu J. Bacterial nanocellulose hydrogel: a promising alternative material for the fabrication of engineered vascular grafts. Polymers (Basel). 2023; 15(18): 3812. doi: 10.3390/polym15183812

Liu J, Bacher M, Rosenau T, Willför S, Mihranyan A. Potentially immunogenic contaminants in wood-based and bacterial nanocellulose: assessment of endotoxin and (1,3)-β-d-Glucan Levels. Biomacromolecules. 2018; 19(1): 150-157. doi: 10.1021/acs.biomac.7b0133

Subbotin DV, Larionov PM, Sergeevichev DS, Subbotina OA, Zaitsev GS, Novruzov RBO, et al. Morphological evaluation of cytoarchitectonics of aortic graft at the biotechnological stage with analysis of changes in laser-induced fluorescence spectra. Bull Exp Biol Med. 2009; 148: 684–688. doi: 10.1007/s10517-010-0794-6. Russian. (Субботин Д. В., Ларионов П. М., Сергеевичев Д. С., Субботина О. А., Зайцев Г. С., Новрузов Р. Б. О. и др. Морфологическая оценка цитоархитектоники аортального графта на этапах биотехнологии с анализом изменений спектров лазерно-индуцированной флюоресценции // Клеточные технологии в биологии и медицине. 2009. № 4. С. 191-196)

Pogorelova N, Rogachev E, Digel I, Chernigova S, Nardin D. Bacterial cellulose nanocomposites: morphology and mechanical properties. Materials (Basel). 2020; 13(12): 2849. doi: 10.3390/ma13122849

Digel I, Akimbekov N, Rogachev E, Pogorelova N. Bacterial cellulose produced by Medusomyces gisevii on glucose and sucrose: biosynthesis and structural properties. Cellulose. 2023. doi: 10.1007/s10570-023-05592-z

Larionov PM, Pogorelova NA, Kharchenko AV, Tereshchenko VP, Stupak EV, Stupak VV, et al. Morphological assessment of the biocompatibility of native bacterial cellulose membranes using tissue engineering approaches to decellularization (pilot study). Polytrauma. 2023; (3): 14-23. Russian (Ларионов П. М., Погорелова Н. А., Харченко А. В., Терещенко В. П., Ступак Е. В., Ступак В. В., и др. Морфологическая оценка биосовместимости нативных мембран бактериальной целлюлозы при использовании тканеинженерных подходов децеллюляризации (пилотное исследование) // Политравма. 2023. № 3. С.14-23. doi: 10.24412/1819-1495-2023-3-14-23)

Pértile R AN, Moreira S, Gil da Costa RM, Correia A, Guãrdao L, Gartner F, et al. Bacterial cellulose: long-term biocompatibility studies. Journal of Biomaterials Science Polymer Edition. 2012; 23(10): 1339-1354. doi: 10.1163/092050611X581516

Helenius G, Bäckdahl H, Bodin A, Nannmark U, Gatenholm P, Risberg B. In vivo biocompatibility of bacterial cellulose. J Biomed Mater Res A. 2006; 76(2): 431-438. doi: 10.1002/jbm.a.30570