CC BY
21
УДК 617-089.844
О.Р. ШАНГИНА, Р.А. ХАСАНОВ
Всероссийский центр глазной и пластической хирургии МЗ РФ, г. Уфа
Роль многопрофильного тканевого банка в разработке и клинической реализации технологий регенеративной хирургии
Контактная информация:
Шангина Ольга Ратмировна - заместитель генерального директора, заведующая лабораторией консервации тканей, доктор биологических наук, профессор
Адрес: 450075, г. Уфа, ул. Р. Зорге, д. 67/1, тел. (347) 286-00-27, e-mail: [email protected]
В настоящее время клиническая важность и ответственность процесса заготовки и консервации донорских тканей ни у кого не вызывает сомнения. Для того, чтобы обеспечить лечебные учреждения высококачественными трансплантатами тканевым банкам необходимо внедрять в процесс их изготовления современные технологии, а также соответствовать требованиям стандартов, предъявляемых к тканевым трансплантатам. При рациональном способе применения такие аллотрансплантаты обеспечивают репаративный характер регенерации, реализуя генетические возможности самого организма способности соединительной ткани к полной регенерации.
Ключевые слова: аллотрансплантаты, фиброархитектоника, лиофилизация, диспергированные ткани, регенерация.
DOI: 10.32000/2072-1757-2019-1-17-19
(Для цитирования: Шангина О.Р., Хасанов Р.А. Роль многопрофильного тканевого банка в разработке и клинической реализации технологий регенеративной хирургии. Практическая медицина. 2019. Том 17, № 1, C. 17-19)
O.R. SHANGINA, R.A. KHASANOV
Russian Eye and Plastic Surgery Center, Ufa, the Republic of Bashkortostan, Russian Federation
The role of a multidisciplinary tissue bank in development and clinical implementation of regenerative surgery technologies
Contact details:
Shangina O.R. - Deputy General Director, Head of Tissue Conservation Laboratory, Doctor of Biological Sciences, Professor
Address: 67/1 Richard Sorge St., Ufa, the Republic of Bashkortostan, Russian Federation, 450075, tel. (347) 286-00-27, e-mail: [email protected]
Currently, the clinical importance and responsibility of the process of harvesting and preserving donor tissues do not cause doubts. In order to provide medical institutions with high-quality grafts of tissue banks, it is necessary to introduce modern technologies into the process of their manufacture, as well as to meet the requirements of the standards applicable to tissue grafts. With a rational method of application, such allografts provide the reparative nature of regeneration, realizing the genetic capabilities of the organism itself - the ability of the connective tissue to fully regenerate.
Key words: allotransplants, fibroarchitecture, lyophilization, dispersed tissues, regeneration.
(For citation: Shangina O.R., Khasanov R.A. The role of a multidisciplinary tissue bank in development and clinical implementation of regenerative surgery technologies. Practical Medicine. 2019. Vol. 17, no. 1, P. 17-19)
18 ПРАКТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА
Том 17, №1. 2019
Несмотря на высокий уровень развития современной науки, проблема восстановления различных повреждений организма продолжает оставаться одной из наиболее актуальных задач медицины. Достижения химико-фармацевтической индустрии, генной и тканевой инженерии в разработке высокоэффективных методов воздействия на регенеративные процессы не вызывают сомнения, однако, ведущая роль в восстановлении функционально адекватных структур все же принадлежит трансплантации тканей. Трансплантаты изготавливаются из различных видов соединительной ткани и после специальной обработки полностью теряют свою ан-тигенность. При введении в организм они играют роль матрицы и, постепенно замещаясь собственной тканью реципиента, обеспечивают репаратив-ный характер регенерации, реализуя генетические возможности самого организма - способности соединительной ткани к полному восстановлению.
Именно поэтому приоритетное внимание в развитии регенеративной медицины должно быть уделено организации деятельности тканевых банков (лабораторий консервации тканей).
Во Всероссийском центре глазной и пластической хирургии уже более 40 лет проводятся комплексные исследования по проблеме регуляции регенераторных процессов в тканях организма при дифференцированном применении аллогенных тканей, изучаются фундаментальные вопросы трансплантологии, связанные с технологией изготовления биоматериалов, их тестированием, уделяется большое внимание вопросам биоэтики и права. Тканевой банк Всероссийского центра глазной и пластической хирургии производит 96 видов различных соединительнотканных трансплантатов, защищенных торговой маркой ALLOPLANT®. С использованием указанных трансплантатов только в пластической и офтальмохирургии разработано более 150 новых видов операций.
В основе серийного производства аллотран-сплантатов «Аллоплант» лежат научно обоснованные методы заготовки, консервации и стерилизации аллогенных тканей, сочетающие применение современных инновационных технологий с методами классического препарирования.
Процесс изготовления трансплантатов ALLOPLANT® состоит из нескольких этапов. Первым этапом любой трансплантационной технологии является экспертиза трупа-донора при которой учитывается возраст донора, сопутствующие заболевания, причина и время смерти, посмертные изменения, а также индивидуальная изменчивость органов и анатомических структур донора. Собственный многолетний опыт заготовки донорских тканей, убедил нас в том, что действующие нормативы не в полной мере соответствуют уровню развития современной трансплантологии. Стандартная норма для заготовки большинства скелетных тканей, волокнистой соединительной ткани и других, как правило, определяется в возрастном диапазоне от 20 до 55 лет. Нами предложена онтогенетическая шкала донорства, расширяющая диапазон возрастных границ доноров, с учетом основных этапов онтогенеза и индивидуальной изменчивости соединительной ткани и анатомических структур [1].
На следующем этапе донорские ткани подвергаются многоступенчатой физико-химической обработке. Известно, что при оптимальном методе химической обработки и консервации трансплантаты
должны иметь свободную от клеток фиброструк-туру, т. е. необходимо снизить антигенные свойства тканей, но при этом сохранить их коллагено-вый каркас [2]. Нами установлена закономерность между структурными характеристиками аллотран-сплантатов и их антигенными свойствами. Эта закономерность заключается в необходимости щадящего дозированного воздействия на коллагеновые структуры донорских тканей и разблокирования химических связей протеогликанов, структурированных в пучках коллагеновых волокон с последующей частичной элиминацией разблокированных гликозаминогликанов. В результате создаются ал-лотрансплантаты для регенеративной хирургии с предельно низкими антигенными свойствами при сохранении биопластических и физико-механических свойств исходных донорских тканей. Кроме того, данные аллотрансплантаты обеспечивают селективный рост тканей на месте имплантации без признаков рубцевания или инкапсуляции. Так, для регенерации плотной оформленной соединительной ткани используют аллотрансплантаты с преимущественным содержанием гиалуроновой кислоты, для регенерации рыхлой соединительной ткани используют аллотрансплантаты с минимальным содержанием гиалуроновой кислоты, для регенерации эпителиальной ткани - с преимущественным содержанием гепарансульфата [3].
Затем, в рамках производственного цикла, специалисты банка одновременно получают три вида материалов: консервированные в этаноле, лиофи-лизированные и диспергированные аллотрансплан-таты. Такое распределение тканей на группы напрямую зависит от запросов клиник.
Для достижения эффективного результата хирургической коррекции консервированные ал-лотрансплантаты должны иметь определенную геометрическую форму. Для «выкраивания» консервированных аллотрансплантатов используется комплекс лазерного моделирования, разработанный по проекту специалистов банка в Российском Федеральном Ядерном центре (г. Саров) [4]. Данный комплекс предназначен для использования в медицине с целью автоматизации процесса изготовления различных трансплантатов, где лазер выполняет роль скальпеля и способен моделировать трансплантаты любой формы. Кроме того, лазерный луч благодаря монохроматичности, строгой направленности, когерентности и свойствам концентрировать большое количество энергии на малых площадях дает возможность реза различных биологических тканей без существенных повреждений их структуры [5]. Лазерный луч приводится в движение при помощи специальной компьютерной программы, в которой заданы геометрические параметры всех выпускаемых трансплантатов. Использование непрерывного и суперимпульсного режима работ лазера в комплексе с увлажнением и обдувом места лазерного реза, позволяет максимально сохранить структуру моделируемого трансплантата. Кроме того, использование лазерного комплекса обеспечивает сверхточную, высокопроизводительную резку биологических тканей на заданные геометрические формы, удобные для выполнения хирургических манипуляций, исключает загрязнение ткани и существенно увеличивает производительность.
Следующий вид выпускаемых аллотрансплан-татов — это лиофилизированные (сублимацион-но высушенные) аллотрансплантаты. Наряду с
традиционными лиофилизированными аллотран-сплантатами производятся новые, структурно-модифицированные, с заданными биологическими и физическими характеристиками [6]. Модифицированные аллотрансплантаты представляют собой материал губчатой структуры и обладают выраженными сорбционными и упруго-эластическими свойствами. Структурные особенности данных ал-лотрансплантатов позволяют использовать их при заполнении объемных дефектов различных тканей [7], для восстановления тканей с дренажной функцией [8], в качестве аллогенных носителей для «адресной доставки» лекарственных веществ и клеточных культур [9].
Значительную долю в производстве аллотран-сплантатов занимают диспергированные аллотрансплантаты. Для их изготовления используются высокопроизводительные мельницы, на которых при помощи щадящей технологии измельчения с применением охлаждающих агентов и последующим фракционированием удается получать гомогенаты из мягких тканей с размером частиц от 30 до 250 мкм. Измельченные до порошкообразного состояния трансплантаты хорошо смачиваются, образуя устойчивые нерасслаивающиеся суспензии, беспрепятственно проходят через инъекционную иглу и обладают способностью привлекать клетки макро-фагального ряда, за счет чего появляется возможность коррекции фиброзных и дегеративно-дистро-фических изменений в тканях [10]. В настоящее время инъекционные формы аллотрансплантатов применяются в офтальмологии, рефлексотерапии, косметологии, дерматологии, хирургии, гастроэнтерологии, стоматологии и др.
Для достижения бактериологической безопасности всех производимых аллотрансплантатов используется метод радиационной стерилизации, который считается наиболее эффективным [11]. Стерилизация осуществляется при помощи радиационно-технологического комплекса (РТК) на основе линейного ускорителя электронов ЛУ-7-2. Известно, что радиационная стерилизация часто приводит к нежелательным изменениям в структуре аллотран-сплантатов. Поэтому, нами разработана технология селективной радиационной стерилизации, которая учитывая такие факторы, как наличие и состав не-коллагеновых компонентов и фиброархитектонику тканей; способ физико-химической обработки (вид консерванта, степень дегидратации); вид и мощность радиационного излучения позволяет в каждом конкретном случае прогнозировать структурные изменения в различных аллотрансплантатах и
подбирать оптимальную дозу и вид радиационного воздействия для каждого определенного вида ткани [12].
Таким образом, клиническая важность и ответственность процесса заготовки и консервации донорских тканей является основным фактором, определяющим ведущую роль многопрофильного тканевого банка в разработке и клинической реализации технологий регенеративной хирургии. Передовые технологии, методы контроля и соответствие стандартам каждого этапа изготовления соединительнотканных аллотрансплантатов позволяют выпускать надежный и безопасный трансплантационный материал практически для всех областей восстановительной хирургии, гарантируя стерильность, сохранение их структуры и пластических свойств в течение 5 лет.
Шангина О.Р. - ORCID ID: 0000 0002 0343 1792 Хасанов Р.А. - ORCID ID: 0000 0002 3978 3976
ЛИТЕРАТУРА
1. Мулдашев Э.Р., Нигматуллин Р.Т., Шангина О.Р.. Социальные и медико-биологические аспекты трансплантации тканей. - Уфа: ООО «Компания Эволюция», 2007. - 214 с.
2. Beigel A., Wottge H.U., Muller-Ruchholtz W. Immunologische Reaktion gegen konservierte Tracheal trasplantate? Untersuchungen bei Ratteninzuchtstammen // Laryngorhinootologie. - 1991. - Bd. 70, № 11. - P. 630-634.
3.Мулдашев Э.Р., Муслимов С.А., Галимова В.У. и др. Биоматериал «Аллоплант» для регенеративной хирургии. Патент РФ №2189257 от 20.09.2002 г.
4.Шангина О.Р., Хасанов Р.А. Устройство для лазерной резки трансплантатов из биологических тканей. Свидетельство на полезную модель РФ №23402 от 11.01.2002 г.
5. Канюков В.Н., Стадников А.А., Трубина О.М. Биологическое и экспериментально-гистологическое обоснование новых технологий в офтальмохирургии. - М.: Медицина, 2005. - 160 с.
6. Мулдашев Э.Р., Хасанов Р.А., Нигматуллин Р.Т. и др. Способ получения губчатого биоматериала для пластической и реконструктивной хирургии. Патент РФ №2310476 от 20.11.2007 г.
7. Сироткина И.А. Формирование опорно-двигательной культи глазного яблока комбинированными биоматериалами «Аллоплант»: автореф. дис....канд. мед.наук. - Челябинск, 2005. - 22 с.
8. Мулдашев Э.Р., Корнилаева Г.Г., Галимова В.У. и др. Осложненная глаукома. - СПб.: Издательский Дом «Нева», 2005. - 192 с.
9. Аськова Л.Н., Волова Л.Т. Денисов М.В. Эффективность применения новых пластических материалов при хирургическом лечении тугоухости // Клинические м фундаментальные аспекты клеточных и тканевых биотехнологий: матер. II Всерос. симп. -Самара, 2004. - С. 65.
10. Хасанов Р.А. Инъекционная форма аллотрансплантатов серии «Аллоплант» получение, анализ и биологическая активность: автореф. дис. .канд. фарм. наук. - Пермь, 1999. - 24 с.
11. Pruss A., Baumann B., Seibold M. et al. Validation of sterilization procedure of allogeneic avital bone transplants using peracetic acid-ethanol // Biological. - 2001. - № 29. - P. 59-66.
12. Шангина О.Р. Факторы радиорезистентности соединительнотканных биоматериалов // Технологии живых систем. - 2006. -Т.3, № 2. - С. 58-63.
