Тканеинженерная заплата, модифицированная фактором роста эндотелия сосудов, для реконструкции сосудистой стенки

Тканеинженерная заплата, модифицированная фактором роста эндотелия сосудов, для реконструкции сосудистой стенки

Автор: Севостьянова Виктория Владимировна, Миронов А.В., Антонова Л.В., Кривкина Е.О., Матвеева В.Г., Великанова Е.А., Тарасов Р.С., Глушкова Т.В., Барбараш Л.С.

Журнал: Патология кровообращения и кардиохирургия @journal-meshalkin

Рубрика: Экспериментальные статьи

Статья в выпуске: 4 т.24, 2020 года.

Бесплатный доступ

Актуальность. Коммерческие сосудистые заплаты на основе синтетических материалов и тканей животного происхождения для реконструкции сонной артерии при каротидной эндартерэктомии обладают рядом недостатков, связанных с возникновением послеоперационных осложнений: тромбоза и рестеноза. Решением данной проблемы может стать разработка биологически активных материалов, способных к деградации и стимулирующих регенерацию тканей. Цель. Оценить свойства и эффективность биодеградируемой заплаты на основе полигидроксибутирата / валерата и полика-пролактона с инкорпорированным фактором роста эндотелия сосудов в сравнении с немодифицированным полигидроксибу-тиратом / валератом и поликапролактоном и коммерческой сосудистой заплатой. Методы. Пористые заплаты из смеси полигидроксибутирата / валерата и поликапролактона с введенным фактором роста эндотелия сосудов изготавливали методом эмульсионного электроспиннинга. Далее изучали морфологию и механические свойства модифицированных заплат, а также имплантировали их в стенку брюшной аорты крыс на 1, 3, 6 и 12 мес. с последующим гистологическим и иммунофлуорисцентным анализом для оценки эндотелизации, заселения клетками и кальцификации. Результаты. Заплаты из полигидроксибутирата / валерата и поликапролактона c фактором роста эндотелия сосудов обладали высокопористой структурой и прочностью, не отличающейся от прочности аорты крысы и внутренней грудной артерии человека. На внутренней поверхности данных заплат через 3 мес. имплантации формировался эндотелиальный монослой. Заплаты из полигидроксибутирата / валерата и поликапролактона с фактором роста эндотелия сосудов быстрее заселялись клетками с формированием межклеточного матрикса относительно заплат из ксеноперикарда, и их ремоделирование не сопровождалось персистирующим воспалением, которое провоцировали немодифицированные образцы полигидроксибутирата / валерата и поликапролактона при долгосрочной имплантации. Выводы. Фактор роста эндотелия сосудов в составе биодегра-дируемых заплат из полигидроксибутирата / валерата и поликапролактона стимулировал их эндотелизацию и увеличивал биосовместимость, способствовал ремоделированию с образованием элементов стенки кровеносного сосуда. Таким образом, заплаты из полигидроксибутирата / валерата и поликапролактона с фактором роста эндотелия сосудов имеют высокий потенциал применения в тканевой инженерии сосудистой стенки.

Еще

Биодеградируемый полимер, сосудистая заплата, тканевая инженерия, фактор роста эндотелия сосудов, эндотелизация

Короткий адрес: https://sciup.org/142230762

IDR: 142230762   |   DOI: 10.21688/1681-3472-2020-4-114-128

Список литературы Тканеинженерная заплата, модифицированная фактором роста эндотелия сосудов, для реконструкции сосудистой стенки

  • Мартынчик С.А., Соколова О.В. Медико-экономическая оценка и обоснование совершенствования организационных форм оказания стационарной помощи при мозговом инсульте. Социальные аспекты здоровья населения. 2013;2(30):10. [Martynchik S.A., Sokolova O.V. Medical and economic assessment and rationale for improving organization of inpatient care for cerebral stroke. Social Aspects of Population Health. 2013;2(30):10. (In Russ.)]
  • Леменев В.Л., Лукьянчиков В.А., Беляев А.А. Церебро-васкулярные заболевания и стенотическое поражение брахиоцефальных артерий: эпидемиология, клиническая картина, лечение. Consilium Medicum. 2019;21(9):29-32 [Lemenev V.L., Luk'ianchikov V.A., Beliaev A.A. Cerebrovascular disease and stenotic lesion of the brachiocephalic arteries: epidemiology, clinical manifestations, treatment. Consilium Medicum. 2019;21(9):29-32. (In Russ.)]. http://dx.doi.org/10.2 6442/20751753.2019.9.190611
  • Bonati L.H., Dobson J., Featherstone R.L., Ederle J., van der Worp H.B., de Borst G.J., Mali W.P.Th.M., Beard J.D., Cleveland T., Engelter S.T., Lyrer P.A., Ford G.A., Dorman PJ., Brown M.M., International Carotid Stenting Study investigators. Long-term outcomes after stenting versus endarterectomy for treatment of symptomatic carotid stenosis: the International Carotid Stenting Study (ICSS) randomised trial. Lancet. 2015;385(9967):529-538. PMID: 25453443, PMCID: PMC4322188. http://dx.doi.org/10.1016/S0140-6736(14)61184-3
  • Naylor A.R., Ricco J.-B., de Borst G.J., Debus S., de Haro J., Halliday A., Hamilton G., Kakisis J., Kakkos S., Lepidi S., Markus H.S., McCabe D.J., Roy J., Sillesen H., van den Berg J.C., Vermassen F., Esvs Guidelines Committee, Kolh P., Chakfe N., Hinchliffe R.J., Koncar I., LindholtJ.S.,Vega de Ceniga M.,Verzini F., Esvs Guideline Reviewers, Archie J., Bellmunt S., Chaudhuri A., Koelemay M., Lindahl A.-K., Padberg F., Venermo M. Editor's choice - management of atherosclerotic carotid and vertebral artery disease: 2017 clinical practice guidelines of the European society for vascular surgery (ESVS). Eur J Vasc Endovasc Surg. 2018;55(1):3-81. PMID: 28851594. http:// dx.doi.org/10.1016/i.eivs.2017.06.021
  • Печенкин А.А., Лызиков А.А. Каротидная эндартерэктомия: исходы и перспективы. Новости хирургии. 2014;22(2):231-238. [Pechenkin A.A., Lyzikov A.A. Carotid endarterectomy: outcomes and prospects. Novosti Khirurgii. 2014;22(2):231-238. (In Russ.)]
  • Huizing E., Vos C.G., Hulsebos R.G., van den Akker P.J., Borst G.J., Ünlü Patch angioplasty or primary closure following carotid endarterectomy for symptomatic carotid artery stenosis. Surg J (N Y). 2018;4(2):e96-e101. PMID: 29915809, PMCID: PMC6003887. http://dx.doi.org/10.1055/s-0038-1655757
  • Bond R., Rerkasem K., AbuRahma A.F., Naylor A.R., Rothwell P.M. Patch angioplasty versus primary closure for carotid endarterectomy. Cochrane Database Syst Rev. 2004;(2):CD000160. PMID: 15106145. http://dx.doi. org/10.1002/14651858.CD000160.pub2
  • Rerkasem K., Rothwell P.M. Patch angioplasty versus primary closure for carotid endarterectomy. Cochrane Database Syst Rev. 2009;2009(4):CD000160. PMID: 19821267, PMCID: PMC7078573. http://dx.doi.org/10.1002/14651858. CD000160.pub3
  • Rerkasem K., Rothwell P.M. Systematic review of randomized controlled trials of patch angioplasty versus primary closure and different types of patch materials during carotid endarterectomy. Asian J Surg. 2011;34(1):32-40. PMID: 21515211. http://dx.doi.org/10.1016/S1015-9584dD60016-X
  • Olsen S.B., Mcquinn W.C., Feliciano P. Results of carotid endarterectomy using bovine pericardium patch closure, with a review of pertinent literature. Am Surg. 2016;82(3):221-226. PMID: 27099058.
  • Weber S.S., Annenberg A.J., Wright C.B., Braverman T.S., Mesh C.L. Early pseudoaneurysm degeneration in biologic extracellular matrix patch for carotid repair. J Vasc Surg. 2014;59(4):1116-1118. PMID: 23809202. http://dx.doi. org/10.1016/j.jvs.2013.05.012
  • Muto A., Nishibe T., Dardik H., Dardik A. Patches for carotid artery endarterectomy: Current materials and prospects. J Vasc Surg. 2009;50(1):206-213. PMID: 19563972, PMCID: PMC2759680. http://dx.doi.org/10.1016/Mvs.2009.01.062
  • Texakalidis P., Giannopoulos S., Charisis N., Giannopoulos S., Karasavvidis T., Koullias G., Jabbour P. A meta-analysis of randomized trials comparing bovine pericardium and other patch materials for carotid endarterectomy. J Vasc Surg. 2018;68(4):1241-1256. PMID: 30244928. http://dx.doi. org/10.1016/j.jvs.2018.07.023
  • Harrison G.J., How T.V., Poole R.J., Brennan J.A., Naik J.B., Vallabhaneni S.R., Fisher R.K. Closure technique after carotid endarterectomy influences local hemodynamics. J Vasc Surg. 2014;60(2):418-427. PMID: 24657293. http://dx.doi. org/10.1016/j.jvs.2014.01.069
  • Talacua H., Smits A.I.P.M., Muylaert D.E.P., van Rijswijk J.W., Vink A., Verhaar M.C., Driessen-Mol A., van Herwerden L.A., Bouten C.V.C., Kluin J., Baaijens F.P.T. In situ tissue engineering of functional small-diameter blood vessels by host circulating cells only. Tissue Eng Part A. 2015;21(19-20):2583-2594. PMID: 26200255. http://dx.doi.org/10.1089/ten.TEA.2015.0066
  • Lee K.-W., Johnson N.R., Gao J., Wang Y. Human progenitor cell recruitment via SDF-1a coacervate-laden PGS vascular grafts. Biomaterials. 2013;34(38):9877-9885. PMID: 24060423, PMCID: PMC3882008. http://dx.doi.org/10.1016/j. biomaterials.2013.08.082
  • Smith R.J. Jr, Yi T., Nasiri B., Breuer C.K., Andreadis S.T. Implantation of VEGF-functionalized cell-free vascular grafts: regenerative and immunological response. FASEB J. 2019;33(4):5089-5100. PMID: 30629890, PMCID: PMC6436645. http://dx.doi.org/10.1096/fj.201801856R
  • Shin Y.M., Lee Y.B., Kim S.J., Kang J.K., Park J.-C., Jang W., Shin H. Mussel-inspired immobilization of vascular endothelial growth factor (VEGF) for enhanced endothelialization of vascular grafts. Biomacromolecules. 2012;13(7):2020-2028. PMID: 22617001. http://dx.doi.org/10.1021/bm300194b
  • Севостьянова В.В., Васюков Г.Ю., Борисов В.В., Бураго А.Ю., Формокидова Ю.Н., Головкин А.С. Стимуляция ангиоге-неза матрицами из поликапролактона, содержащими VEGF. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2013;4:28-34. [Sevostyanova V.V., Vasukov G.Y., Borisov V.V., Burago A.Y., Formokidova Y.N., Golovkin A.S. Polycaprolactone scaffolds containing VEGF for angiogenesis stimulation. Complex Issues of Cardiovascular Diseases. 2013;4:28-34. (In Russ.)]
  • Antonova L.V., Sevostyanova V.V., Mironov A.V., Krivkina E.O., Velikanova E.A., Matveeva V.G., Glushkova T.V., Elgudin Y.L., Barbarash L.S. In situ vascular tissue remodeling using biodegradable tubular scaffolds with incorporated growth factors and chemoattractant molecules. Complex Issues of Cardiovascular Diseases. 2018;7(2):25-36. https://doi. org/10.17802/2306-1278-2018-7-2-25-36
  • Яриков А.В., Балябин А.В., Яшин К.С., Мухин А.С. Хирургические методы лечения стеноза сонных артерий (обзор). Современные технологии в медицине. 2015;7(4):189-200. [Yarikov A.V., Balyabin A.V., Yashin K.S., Mukhin A.S. Surgical treatment modalities of carotid artery stenosis (review). Sovremennye tehnologii v medicine = Modern Technologies in Medicine. 2015;7(4):189-200. (In Russ.)] https://doi. org/10.17691/stm2015.7.4.25
  • Neethling W.M.L., Hodge A.J., Clode P., Glancy R. A multistep approach in anti-calcification of glutaraldehyde-preserved bovine pericardium. J Cardiovasc Surg (Torino). 2006;47(6):711-778. PMID: 17043620
  • Saporito W.F., Pires A.C., Cardoso S.H., Correa J.A., de Abreu L.C., Valenti V.E., Miller L.M.R., Colombari E. Bovine pericardium retail preserved in glutaraldehyde and used as a vascular patch. BMC Surg. 2011;11:37. PMID: 22192162, PMCID: PMC3258210. https://doi.org/10.1186/1471-2482-11-37
  • Ren S., Li X., Wen J., Zhang W., Liu P. Systematic review of randomized controlled trials of different types of patch materials during carotid endarterectomy. PLoS ONE. 2013;8(1):e55050. PMID: 23383053, PMCID: PMC3561447. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0055050
  • Wu J., Hong Yi. Enhancing cell infiltration of electrospun fibrous scaffolds in tissue regeneration. Bioact Mater. 2016;1(1):56-64. PMID: 29744395, PMCID: PMC5883964. https://doi.org/10.1016/_i.bioactmat.2016.07.001
  • Roussis P.C., Giannakopoulos A.E., Charalambous H.P. Analytical side-to-side related anastomotic strategies and artery patching. Open Biomed Eng J. 2015;9:1 -9. PMID: 25949745, PMCID: PMC4415203. https://doi. org/10.2174/1874120701509010001
  • Глушкова Т.В., Севостьянова В.В., Антонова Л.В., Клыш-ников К.Ю., Овчаренко Е.А., Сергеева Е.А., Васюков Г.Ю., Сейфалиан А.М., Барбараш Л.С. Биомеханическое ремо-делирование биодеградируемых сосудистых графтов малого диаметра in situ. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2016;18(2):99-109. [Glushkova T.V., Sevostyanova V.V., Antonova L.V., Klyshnikov K.Y., Ovcharenko E.A., Sergeeva E.A., Vasyukov G.Yu., Seifalian A.M., Barbarash L.S. Biomechanical remodeling of biodegradable small-diameter vascular grafts in situ. Russian Journal of Transplantology and Artificial Organs. 2016;18(2):99-109. (In Russ.)] https://doi.org/10.15825/1995-1191-2016-2-99-109
  • Pandis L., Zavan B., Bassetto F., Ferroni L., Iacobellis L., Abatangelo G., Lepidi S., Cortivo R., Vindigni V. Hyaluronic acid biodegradable material for reconstruction of vascular wall: a preliminary study in rats. Microsurgery. 2011;31(2):138-145. PMID: 21268111. https://doi.org/10.1002/micr.20856
  • Ichihara Y., Shinoka T., Matsumura G., Ikada Y., Yamazaki K. A new tissue-engineered biodegradable surgical patch for high-pressure systems. Interact CardioVasc Thorac Surg. 2015;20:768-76. https://doi.org/10.1093/icvts/ivv017
  • Kim C.-W., Kim M.-K., Kim S.-G., Park Y.-W., Park Y.-T., Kim D.-W., Seok H. Angioplasty using 4-hexylresorcinol-incorporated silk vascular patch in rat carotid defect model. Appl Sci. 2018;8(12):2388. https://doi.org/10.3390/app8122388
  • Карпенко А.А., Стародубцев В.Б., Игнатенко П.В., Кужугет Р.А., Ким И.Н., Горбатых В.Н. Непосредственные и отдаленные результаты различных методов реконструкции каротид-ной бифуркации. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2013;17(1):21-24. [Karpenko A.A., Starodubtsev V.B., Ignatenko P.V., Kuzhuget R.A., Kim I.N., Gorbatykh V.N. Immediate and long-term outcomes of carotid bifurcation remodeling. Patologiya krovoobrashcheniya i kardiokhirurgiya = Circulation Pathology and Cardiac Surgery. 2013;17(1):21-24. (In Russ.)] http://dx.doi.org/10.21688/1681-3472-2013-1-21-24
  • Должиков А.А., Колпаков А.Я., Ярош А.Л., Молчанова А.С., Должикова И.Н. Гигантские клетки инородных тел и тканевые реакции на поверхности имплантатов. Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». 2017;(3):86-94. [Dolzhikov A.A., Kolpakov A.Ya., Yarosh A.L., Molchanova A.S., Dolzhikova I.N. Giant foreign body cells and tissue reactions on the surface of implants. Kursk Scientific and Practical Bulletin «Man and His Health». 2017;(3):86-94. (In Russ.)] https://doi.org/10.21626/vestnik/2017-3/15
  • Anderson J.M., Jones J.F. Phenotypic dichotomies in the foreign body reaction. Biomaterials. 2007;28(34):5114-5120. PMID: 17706278, PMCID: PMC2248374. https://doi. org/10.1016/j.biomaterials.2007.07.010
  • Mehta R.I., Mukherjee A.K., Patterson T.D., Fishbein M.C. Pathology of explanted polytetrafluoroethylene vascular grafts. CardiovascPathol. 2011;20(4):213-221. PMID: 20619685. https://doi.org/10.1016/Kcarpath.2010.06.005
  • LiX., GuoY., Ziegler K.R., Model L.S., Eghbalieh S.D.D., Brenes R.A., Kim S.T., Shu C., Dardik A. Current usage and future directions for the bovine pericardial patch. Ann VascSurg. 2011;25(4):561-568. PMID: 21276709, PMCID: PMC3085588. https://doi. org/10.1016/j.avsg.2010.11.007
  • de Valence S., Tille J.-C., Mugnai D., Mrowczynski W., Gurny R., Moller M., Walpoth B.H. Long term performance of polycaprolactone vascular grafts in a rat abdominal aorta replacement model. Biomaterials. 2012;33(1):38-47. PMID: 21940044. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2011.09.024
  • SugiuraT.,Tara S., Nakayama H.,YiT., LeeY.-U., ShojiT., Breuer C.K., Shinoka T. Fast-degrading bioresorbable arterial vascular graft with high cellular infiltration inhibits calcification of the graft. J Vasc Surg. 2017;66(1):243-250. PMID: 27687327, PMCID: PMC5366287. https://doi.org/10.1016/_i.jvs.2016.05.096
  • Fukunishi T., Best C.A., Sugiura T., Shoji T., Yi T., Udelsman B., Ohst D., Ong C.S., Zhang H., Shinoka T., Breuer C.K., Johnson J., Hibino N. Tissue-engineered small diameter arterial vascular grafts from cell-free nanofiber PCL/chitosan scaffolds in a sheep model. PLoS One. 2016;11 (7):e0158555. PMID: 27467821, PMCID: PMC4965077. https://doi.org/10.1371/ journal.pone.0158555
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp