Применение клеточных технологий при термических ожоговых повреждениях кожи (опыт ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им А. И. Бурназяна ФМБА России)

¹Введение. Ожоговые повреждения — одни из самых распространенных в мире травматических поражений кожи, представляющих собой серьезную социальную проблему. Каждый год в России регистрируют более 600 тыс. случаев ожоговых травм, общая летальность которых составляет 2,3-8,6% [1–5]. Обширные глубокие ожоги, локализованные на открытых частях тела или в области проекции суставов могут сопровождаться образованием гипертрофических рубцов, контрактур, значительными функциональными и косметическими дефектами, устойчивыми к стандартной терапии, что приводит к длительному процессу реабилитации, существенному снижению качества жизни и является основной причиной инвалидизации таких пациентов.

Новейшая специализированная медицинская помощь ожоговым пациентам с глубокими термическими поражениями кожи должна базироваться на комплексном подходе, способном привести не только к спасению их жизни, но и к полноценному восстановлению поврежденного кожного покрова, с целью достижения максимального косметического и функционального результата. Это необходимо для полноценной реабилитации пациента, его возвращения в общество как в физическом, так и в социально-трудовом аспекте. Современные способы пластической хирургии не всегда позволяют достичь удовлетворительного результата. В ряде случаев у пациентов после проведения кожно-пластического оперативного лечения сохраняются такие неблагоприятные последствия, как отторжение трансплантатов, формирование патологических рубцов, контрактур и/или сохранение рубцовых деформаций.

В связи этим разработка новых способов усовершенствования комплексного консервативного лечения ожоговых для улучшения результатов реконструктивно-восстановительного лечения пациентов с обширными повреждениями кожных покровов является важной задачей современной медицины.

На сегодняшний день показана высокая эффективность применения клеточной терапии мультипо-тентными мезенхимальными стволовыми клетками (ММСК) для заживления кожных ран различной этиологии [6–11]. При клиническом применении доказана безопасность клеточной терапии, а также установлено, что трансплантация ММСК прерывает патологическую воспалительную фазу воспаления, приводя к ускорению темпов заживления, а также к полному закрытию всех кожных дефектов. Однако предложенный метод лечения требует длительного культивирования ММСК.

В последние годы одним из наиболее перспективных направлений в клеточной терапии является применение аутологичных регенеративных клеток жировой ткани, которые также могут быть применены для устранения кожных дефектов и имеют характеристики, аналогичные ММСК [12]. Данный тип клеток обладает большим регенераторным потенциалом и не требует предварительного культивирования (готовы к использованию сразу после выделения). Эффект регенеративных клеток жировой ткани реализуется за счет нескольких механизмов, учитывая гетерогенность их популяции. Стволовые клетки, входящие в состав регенеративных клеток жировой ткани, способны к дифференцировке в различных направлениях и замещению поврежденных участков. Кроме того, они вырабатывают большое количество паракринных факторов, обеспечивающих иммуномодулирующий эффект, предотвращают клеточную гибель через апоптоз, способствуют неоангиогенезу, ремоделированию фиброзной и соединительной тканей. На экспериментальных моделях показано, что регенеративные клетки жировой ткани могут быть использованы для ускорения заживления, восстановления повреждений кожи, улучшения ее эпителизации и ангиогенеза [13]. В проведенных доклинических и пилотных клинических исследованиях подтверждены безопасность и положительное влияние регенеративных клеток жировой ткани на течение раневого процесса при нарушении целостности кожных покровов различной этиологии [12–14].

В настоящей статье рассмотрены клинические примеры применения аутологичных регенеративных клеток жировой ткани в комплексной терапии пациентов с термическими ожоговыми повреждениями кожи.

Цель: проанализировать результаты применения аутологичных регенеративных клеток жировой ткани (ЖТ) в комплексной терапии ожоговых пациентов с глубокими термическими поражениями.

Материал и методы. За период с 2015 по 2018 г. в ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А. И. Бурназяна ФМБА России пролечены 5 пациентов (4 мужчин и 1 женщина) в возрасте от 23 до 45 лет (средний возраст составил 35,5±12,3 года) с глубокими термическими поражениями кожи и ее придатков III–IV степени различной этиологии и локализации, площадью поражения от 1 до 80% во время проведения комплексной терапии. Основными этиологическими факторами при получении ожогов у пациентов были: горячая жидкость (1 пациентка), пламя от вольтовой дуги (3 пациента) и открытое пламя (1 пациент).

Для оценки глубины поражения кожных покровов в работе придерживались 4-степенной классификация ожогов. Диагностику глубины поражения проводили традиционными методами, определяя в динамике состояние эпидермиса и придатков кожи, цвета ожоговой поверхности, различные виды чувствительности.

Пациенты получали общепринятую консервативную терапию ожоговых ран.

После стабилизации общего состояния пациента и положительной динамики местного процесса в ране, после подписания информированного согласия (выписка этического комитета №8А от 02.03.2016 г.), во время проведения плановых хирургических обработок ожоговых поверхностей с целью получения биологического материала жировой ткани (ЖТ) для клеточной терапии в операционной пациенту под общим наркозом проводили аспирационную липосакцию в нижней трети передней брюшной стенки. Объем аспирируемой жировой ткани составлял от 150 до 250 мл, в среднем 172,8±24,5 мл. Для клинического применения ЖТ отмывали, проводили ферментативную обработку коллагеназой, центрифугировали и получали стромально-васкулярную фракцию (СВФ) ЖТ.

Проводили тестирование СВФ ЖТ на стерильность (инфекционную безопасность); выполняли подсчет количества клеток с помощью автоматического счетчика клеток Counterss Invitrogen (Invitrogen); иммунологическую оценку (иммунофенотип) и жизнеспособность осуществляли методом проточной цитофлюориметрии (BD FACS Canto II, USA). Для исследования фенотипа клеток СВФ использовались моноклональные антитела к следующим антигенным маркерам: CD146, CD31, CD45, CD34, CD105, CD90, CD73, CD11c, CD64 и краситель на жизнеспособность 7-ADD. Окрашивание проводили в соответствии с рекомендациями производителя.

Пациентам в асептических условиях проводили интрадермальное введение аутологичных СВФ ЖТ в количестве от 10х106 до 50х106 клеток в объеме 5 мл в 10–15 точек вокруг повреждения кожных покровов.

Результаты. Пациенты доставлялись в стационар на 1–3 сутки после получения травмы. Пациентам проводились стандартные мероприятия общей интенсивной противошоковой терапии, местной консервативной терапии ожоговых поверхностей в сочетании с радикальными некрэктомиями (рис. 1).

Рис. 1. Состояние кожных покровов кистей рук у пациентов на третьи сутки после получения травмы. Состояние после некрэктомии: А — пациент Е.; Б — пациент К.

В случае нарушения скользящей функции сухожилий проводили комплексную стандартную терапию по восстановлению функции.

За это время общее состояние пациентов стабилизировалось, местный процесс в ожоговых ранах приобрел положительную динамику. Для создания благоприятных условий заживления ран, усиления репаративных процессов, сокращения сроков заживления осуществляли забор жировой ткани. После подсчета количества полученных клеток СВФ, определения иммунофенотипа и их жизнеспособности выполняли в асептических условиях интрадермаль-ные инъекции клеточной суспензии в 10–15 точек раневой поверхности. Объем вводимой клеточной суспензии, содержащей аутологичные регенератив- ные клетки жировой ткани, составлял от 2 до 4 мл. Рекомендуемая доза аутологичных регенеративных клеток ЖТ составляла от 0,5 млн до 1,0 млн см2.

На 15±5 сутки после получения электротравмы с целью создания условий для заживления ран в условиях операционной пациентам было введено от 10х106 до 50х106 аутологичных СВФ ЖТ (рис. 2). Клеточная суспензия была сконцентрирована в 5 мл. В каждую раневую поверхность было введено по 2,5 мл клеточной суспензии.

На 25±5 сутки пациенты были выписаны из стационара в удовлетворительном состоянии. Отмечалось полное восстановление утраченных кожных покровов с хорошим косметическим и функциональным результатом, патологические рубцы отсутствовали (рис. 3).

Рис. 2. Состояние кожных покровов кистей рук у пациентов с глубокими ожогами после аутодермопластики: А — пациент Е. на 15-е сутки; Б — пациент К. на 25-е сутки

Рис. 3. Состояние кожных покровов после введения регенеративных клеток жировой ткани: А — пациент Е. через 2,5 месяца; Б — пациент К. через 1,5 месяца

При контрольных осмотрах через 2,0 и 2,5 месяца с момента введения СВФ ЖТ у пациентов отмечались хорошие косметические и функциональные результаты. Кожа мягкая, эластичная, отсутствуют грубые гипертрофические и келоидные рубцы, а также контрактуры. Рубцы не выделяются. Движения в кистевых суставах сохранены (см. рис. 3).

Серьезных нежелательных явлений и реакций, связанных с введением аутологичных регенеративных клеток жировой ткани, не отмечено.

Применение аутологичных регенеративных клеток (СВФ ЖТ) в ранние сроки после травмы способствовало активизации репаративных процессов в дерме, что снижало местную воспалительную реакцию, ускоряло сроки эпителизации, восстановления эластичности кожных покровов с уменьшением выраженности фиброзных рубцов и приводило к отсутствию ограничений подвижности и болезненных симптомов.

Обсуждение. Пациенты с глубокими термическими поражениями кожных покровов нуждаются в проведении оперативных пластических вмешательств, так как самостоятельный процесс эпителизации в данной области невозможен. Трансплантация сплошных и перфорированных лоскутов аутологичной кожи остается основным методом хирургического лечения таких пациентов [2, 3, 6]. Однако отторжение трансплантатов, формирование патологических рубцов и контрактур значительно удлиняет весь лечебный процесс, ухудшает результаты лечения и качество жизни пациентов. В связи с этим совершенствование системы оказания медицинской помощи пострадавшим является одной из актуальных проблем современной хирургии повреждений и интенсивной терапии.

Для ускорения сроков заживления поврежденных кожных покровов в настоящее время применяется некрэктомия с одномоментной или отсроченной аутодермопластикой кожным трансплантатом [2, 3, 6]. Трансплантация аутокожи считается наиболее приемлемым вариантом пластики. Однако такого рода пластика не всегда дает удовлетворительные функциональные и косметические результаты. Одним из перспективных методов лечения поражений кожи и ее придатков является клеточная терапия, применение которой в клинической практике может позволить сократить сроки приживления трансплантатов и повысить качество жизни пациентов. Для клеточной терапии используются: мезенхимальные стволовые клетки (МСК) [6, 7]; аутологичные минимально манипулированные продукты (регенеративные клетки) на основе жировой ткани [12–14]; паракринные факторы, полученные из культивированных стволовых клеток [11] и др.

В настоящее время активно применяется жировая ткань в пластической хирургии и клинической практике для лечения дефектов костей и объема мягких тканей, заболеваний опорно-двигательного аппарата и др. Эффект действия регенеративных клеток жировой ткани реализуется за счет дифференцировки их в различные направления и замещения поврежденных участков тканей, выработки паракринных факторов, обеспечивающих иммуномодулирующий эффект, предотвращение клеточной гибели по механизму апоптоза, неоангиогенеза, ремоделирование фиброзной и соединительной тканей [12–14]. Многочисленными исследованиями на лабораторных животных показано, что применение регенеративных клеток жировой ткани улучшает течение воспали- тельного процесса, ускоряет процессы заживления повреждений за счет улучшения неоангиогенеза и усиления пролиферации фибробластов [12–14]. Все это указывает на возможность успешного применения клеток жировой ткани при глубоких ожогах.

В проведенном нами исследовании продемонстрировано, что применение аутологичных регенеративных клеток в ранние сроки после травмы способствовало активизации репаративных процессов в дерме, снижало местную воспалительную реакцию, ускоряло сроки эпителизации, восстановления эластичности кожных покровов с уменьшением выраженности фиброзных рубцов и приводило к отсутствию ограничений подвижности и болезненных симптомов.

Таким образом, для повышения эффективности заживления раневой поверхности и подготовки раневой поверхности к аутодермопластике и при глубоких ожогах кожных покровов в ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А. И. Бурназяна ФМБА России предложено использовать собственные регенеративные клетки СВФ ЖТ после стабилизации общего состояния пациента и положительной динамики местного процесса в ране во время проведения плановых хирургических обработок ожоговых поверхностей. Данные клетки и продуцируемые ими факторы роста и цитокины принимают участие в репаративных процессах, в восстановлении поврежденной сосудистой сети, а также в регуляции иммунных процессов. Благодаря высокой доступности получения ЖТ в достаточном объеме практически у любого пациента, возможности использовать полученные регенеративные клетки СВФ ЖТ сразу же после выделения без длительного культивирования этот метод представляет высокий интерес при реконструктивно-пластических операциях.

Заключение. Представленные результаты применения СВФ ЖТ при глубоких термических ожогах в комплексной терапии показывают возможность использовать собственные регенеративные клетки СВФ ЖТ непосредственно после стабилизации общего состояния пациента и положительной динамики местного процесса в ране во время проведения плановых хирургических обработок ожоговых поверхностей. Применение СВФ ЖТ при глубоких термических ожогах обеспечивает благоприятные условия для повышения эффективности комплексной терапии, сокращения сроков заживления раневой поверхности, регуляции и активации иммунных и репаративных процессов в дерме; способствует полному восстановлению поврежденной сосудистой сети и утраченных кожных покровов без грубых рубцовых изменений, приживлению пересаженных кожных лоскутов; помогает избежать повторных пластических операций, достичь удовлетворительного косметического и функционального результата, обеспечить достойное качество жизни пациентов.