RU2736480C2 - Способ производства коллаген-ламининового матрикса для заживления язв, ожогов и ран кожи человека - Google Patents

Способ производства коллаген-ламининового матрикса для заживления язв, ожогов и ран кожи человека Download PDF

Info

Publication number
RU2736480C2
RU2736480C2 RU2018117999A RU2018117999A RU2736480C2 RU 2736480 C2 RU2736480 C2 RU 2736480C2 RU 2018117999 A RU2018117999 A RU 2018117999A RU 2018117999 A RU2018117999 A RU 2018117999A RU 2736480 C2 RU2736480 C2 RU 2736480C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
collagen
laminin
cells
matrix
skin
Prior art date
Application number
RU2018117999A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2018117999A3 (ru
RU2018117999A (ru
Inventor
Арюна Пурбодоржиевна Цыбденова
Эрдэм Баирович Дашинимаев
Юрий Содномович Балханов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Бурятский государственный университет имени Доржи Банзарова"
Общество с ограниченной ответственностью медицинский центр "Диамед"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Бурятский государственный университет имени Доржи Банзарова", Общество с ограниченной ответственностью медицинский центр "Диамед" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Бурятский государственный университет имени Доржи Банзарова"
Priority to RU2018117999A priority Critical patent/RU2736480C2/ru
Priority to PCT/RU2019/050029 priority patent/WO2019221639A1/ru
Priority to CN201980032852.XA priority patent/CN112118860A/zh
Priority to DE112019002479.5T priority patent/DE112019002479B4/de
Priority to US17/250,058 priority patent/US20210220518A1/en
Publication of RU2018117999A3 publication Critical patent/RU2018117999A3/ru
Publication of RU2018117999A publication Critical patent/RU2018117999A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2736480C2 publication Critical patent/RU2736480C2/ru

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14Macromolecular materials
    • A61L27/22Polypeptides or derivatives thereof, e.g. degradation products
    • A61L27/24Collagen
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • A61K35/32Bones; Osteocytes; Osteoblasts; Tendons; Tenocytes; Teeth; Odontoblasts; Cartilage; Chondrocytes; Synovial membrane
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • A61K35/35Fat tissue; Adipocytes; Stromal cells; Connective tissues
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • A61K35/36Skin; Hair; Nails; Sebaceous glands; Cerumen; Epidermis; Epithelial cells; Keratinocytes; Langerhans cells; Ectodermal cells
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • A61K38/39Connective tissue peptides, e.g. collagen, elastin, laminin, fibronectin, vitronectin, cold insoluble globulin [CIG]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14Macromolecular materials
    • A61L27/22Polypeptides or derivatives thereof, e.g. degradation products
    • A61L27/227Other specific proteins or polypeptides not covered by A61L27/222, A61L27/225 or A61L27/24
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3683Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix subjected to a specific treatment prior to implantation, e.g. decellularising, demineralising, grinding, cellular disruption/non-collagenous protein removal, anti-calcification, crosslinking, supercritical fluid extraction, enzyme treatment
    • A61L27/3687Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix subjected to a specific treatment prior to implantation, e.g. decellularising, demineralising, grinding, cellular disruption/non-collagenous protein removal, anti-calcification, crosslinking, supercritical fluid extraction, enzyme treatment characterised by the use of chemical agents in the treatment, e.g. specific enzymes, detergents, capping agents, crosslinkers, anticalcification agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/38Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells
    • A61L27/3804Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells characterised by specific cells or progenitors thereof, e.g. fibroblasts, connective tissue cells, kidney cells
    • A61L27/3813Epithelial cells, e.g. keratinocytes, urothelial cells
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/60Materials for use in artificial skin
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00Drugs for dermatological disorders
    • A61P17/02Drugs for dermatological disorders for treating wounds, ulcers, burns, scars, keloids, or the like
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602Vertebrate cells
    • C12N5/0625Epidermal cells, skin cells; Cells of the oral mucosa
    • C12N5/0629Keratinocytes; Whole skin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0697Artificial constructs associating cells of different lineages, e.g. tissue equivalents
    • C12N5/0698Skin equivalents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/40Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
    • A61L2300/412Tissue-regenerating or healing or proliferative agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00Materials or treatment for tissue regeneration
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/32Materials or treatment for tissue regeneration for nerve reconstruction
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/40Preparation and treatment of biological tissue for implantation, e.g. decellularisation, cross-linking

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Virology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области медицинской биотехнологии, к тканеинженерным подходам регенеративной медицины, а именно к способу производства коллаген-ламининового матрикса, обладающего ранозаживляющим действием. Способ включает получение тканеинженерной раневой композиции при помощи формирования устойчивой матрицы в виде гелевой пленки из экстрагированного коллагена I типа сухожилий хвостов крыс и культивирования монослоя иммортализованных кератиноцитов кожи линии НаСаТ на коллагеновой пленке, отличающийся тем, что при помощи раствора детергентов SDS (додецилсульфат натрия) и Triton-X-100 (октилфенилполиоксиэтилен) в течение 1 суток при температуре +4°С проводят децеллюлирование (выведение клеток из конечного продукта) фиксированной 4% параформальдегидом коллагеновой подложки, с сохранением на ее поверхности ламинина (основного белка базальной мембраны), синтезированного клетками линии НаСаТ in vitro. Изобретение обеспечивает получение биодеградируемого ранозаживляющего композитного материала, отличающегося простотой изготовления, длительностью срока хранения и позволяющего отказаться от трансплантации кожи, например, при глубоких и обширных ожогах, трофических язвах и др.

Description

Изобретение относится к медицинским биотехнологиям, а именно, к клеточным технологиям и тканеинженерным подходам для задач регенеративной медицины. Способ заключается в том, что наряду с консервативными методами лечения, предлагается заместительная терапия повреждений кожных покровов при помощи полимерных матриксов, гистотипически подобных тканям организма, с биологически активными агентами: клеточными производными - коллагенами и ламининами, способствующими структурообразовательной функции поврежденной области.
Важнейшее и быстро развивающееся направление современной регенеративной медицины - применение клеточных технологий. Задача клеточных технологий в этом случае заключается не только в трансплантации живых клеток в область дефекта, но и в полном восстановлении структуры и функции кожного покрова, в стимуляции регенеративных процессов и создании микроокружения для реализации потенциала собственных тканей и клеток. Для решения таких задач используют методы тканевой инженерии [8]. Тканевая инженерия призвана решить многие задачи регенеративной медицины, которая рассматривает вопросы улучшения продолжительности и качества жизни человека за счет восстановления утраченных структур и функций органов и тканей. Перспективным способом лечения и восстановления тканей может быть применение новых материалов, созданных на основе клеточных технологий [2, 3, 5, 6].
В настоящее время для лечения длительно незаживающих ран (трофические язвы, ожоги) и восстановления или временного закрытия обширных участков кожи разрабатывают подходы, основанные на применении дерматотропных биомедицинских клеточных продуктов. Применение клеточных технологий в стимуляции регенерации тканей заключается в использовании клеток разных типов, биоматриксов и тканеинженерных конструкций в различных вариантах и сочетаниях.
Известны способы покрытия обширных ожогов эпидермальными аутотрансплантатами. Однако при применении эпидермальных пластов для лечения ожоговых больных возникают трудности с приживаемостью, в случае аллогенных трансплантатов иммуногенностью и доступностью. Успешно применялись в доклинических и клинических исследованиях различные другие типы клеток - дермальные фибробласты, мезенхимальные стволовые клетки костного мозга, индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Однако данный подход к терапии, как правило, требует большого количества клеточного материала. Это не является серьезной проблемой при лечении небольших ран, но может ей стать при обработке обширных повреждений [8].
Известны способы эффективного применения для восстановления кожи дермальных компонентов - коллагеновых гелей, губок, модифицированных природными и синтетическими полимерами коллагеновых подложек, однако регенеративные процессы осложняются низкой стабильностью, биосовместимостью [9].
В клинических исследованиях с положительными результатами по закрытию относительно небольших ран показано применение эпидермальных и дермальных кожных эквивалентов, состоящих из бычьего коллагена с неонатальными фибробластами человека (Apligraf), аллогенных фибробластов крайней плоти новорожденных на синтетической подложке (Dermagraft), трехмерных коллагеновых гелей с фибробластами, однако в данных вариациях возникают сложности с инфицированностью, иммуногенностью, хранением и транспортировкой тканеинженерных конструкций [8, 10].
Заявленный способ выполняют следующим образом. Коллаген первого типа выделяется из сухожилий крысиных хвостов. Для этого требуются взрослые крысы линии Вистар (или аналоги), весом от 300 грамм, содержащиеся в условиях лабораторных вивариев, исключающих наличие инфекций, паразитов и т.д. Крысиные хвосты после усыпления животных можно хранить несколько лет в заморозке при -20°С. Перед выделением коллагена, хвосты отмывают при помощи стандартных моющих средств и стерилизуют 70% этанолом в течение суток перед экстрагированием коллагена. Далее все манипуляции производят в стерильных условиях (в ламинарных шкафах 1 или 2-го класса биобезопасности). Кожу с хвоста снимают при помощи скальпеля и пинцетов, хвост разрезается на куски по 2-3 см. Полученные таким образом куски хвоста еще раз инкубируются в 70% этаноле 15 минут. Затем при помощи пинцетов сухожилия извлекаются из хвоста, расщепляются на тонкие волокна и помещаются в сосуд со стерильным раствором 0,1% ледяной уксусной кислоты. Коллаген начинает экстрагироваться в раствор практически сразу, раствор приобретает вязкость и окрасу по типу синевато-опалесцирующей дымки. Для получения правильной концентрации и консистенции раствора, сухожилия с одного хвоста следует растворять в 100-150 мл раствора. Затем раствор инкубируется при +4°С в течении месяца. По возможности, каждый день следует доставать бутыль с раствором и размешивать осадок. В итоге образуется густая вязкая жидкость с нерастворенным осадком на дне. Далее раствор коллагена центрифугируется (1 час при 1500g ≈ 4000 об./мин. при радиусе ротора 10 см, при комнатной температуре) для осаждения нерастворенных волокон коллагена. Супернатант сливается в стерильные емкости для хранения. Концентрацию раствора можно посчитать, выпарив в суховоздушном термостате водную фракцию и взвесив образовавшийся осадок. Раствор коллагена можно считать приемлемым, при концентрации коллагена не ниже 1 мг/мл (обычно получается 3-5 мг/мл).
Для полимеризации коллагена следует нейтрализовать кислый раствор уксусной кислоты. Для этого раствор коллагена заливают в стерильную чашку Петри (радиус чашки по необходимости - 3 см, 6 см, либо 10 см.) и добавляют с перемешиванием соответствующее количество 0,1 М раствора NaOH, для создания общего рНраствора ≈ 7.0-7.2. Кислотность раствора можно легко определить, добавив концентрат среды M199 содержащей краситель феноловый красный, цвет которого меняется в зависимости от рН. Необходимый цвет раствора - алый красный. Варьируя количество раствора коллагена, можно создавать матриксы различной глубины. Полимеризация коллагена происходит в течение 3-5 минут, поэтому все процедуры необходимо проводить быстро, желательно на льду. После добавления всех необходимых ингредиентов и перемешивания, чашку Петри с коллагеновым гелем ставят в инкубатор на +37°С на несколько часов (сутки оптимально).
На следующий день на коллагеновый гель высаживают клетки линии НаСаТ в плотности 10-40 тысяч клеток на см2. Клетки линии НаСаТ являются иммортализованными кератиноцитами человека, хорошо пролиферируют и широко используются в научных исследованиях. Сверху доливается необходимое количество полной ростовой культуральной среды для клеток НаСаТ и композиция далее инкубируется в течении нескольких суток до достижения плотного и сверхплотного клеточного монослоя. В течение этого времени клетки НаСаТ синтезируют ламининовый слой базальной мембраны на поверхности геля.
После достижения необходимой плотности клеток, получившийся матрикс фиксируют при помощи 4% параформальдегида, в течение 1 суток при +4°С. Таким образом, все белки композиции сшиваются между собой, образуя нерастворимый единый комплекс, клетки инактивируются. После фиксации, трансплант отмывают от формальдегида при помощи стерильного раствора фосфатно-солевого буфера (PBS), 3 раза по 15 минут с покачиванием на орбитальном шейкере. Далее проводят этап децеллюлирования матрикса при помощи раствора детергентов SDS и Triton-Х-100, в течении 1 суток при +4°С. Во время этого процесса нарушаются связи между липидами, липидами и белками, высвобождаются и вымываются все внутриклеточные компоненты, происходит деградация ДНК и РНК клеток. После децеллюлирования, трансплант отмывают от детергентов при помощи стерильного раствора фосфатно-солевого буфера (PBS), 6 раз по 1 часу с покачиванием на орбитальном шейкере. Последний этап промывки проводят в течение суток при +4°С. Далее матрикс можно хранить в течении месяца при +4°С в растворе PBS, либо два года высушенным в заморозке при -20°С.
Получившийся матрикс представляет собой белковую композицию, состоящую из двух основных компонентов - коллагена первого типа, и ламинина базальной мембраны, находящихся в полном гистотипическом подобии со строением кожи человека. Коллаген составляет строму транспланта, а ламинин покрывает строму в виде базальной мембраны. Матрикс стерильный, иммунотолерантный (поскольку коллаген является высоко консервативным и иммунотолерантным белком, а ламинин -человеческого происхождения), лишен какой-либо клеточной составляющей, что переводит его в разряд изделий медицинского назначения и сильно упрощает процедуру регистрации. В конечную композицию матрикса можно добавлять различные добавки (антибиотики, факторы роста, цитокины) что делает его удобной базовой моделью с большим потенциалом развития. Клеточную линию НаСаТ можно поменять на другие иммортализованные клеточные линии эпителиального типа, производящие ламинины других типов, что позволит использовать матрикс для лечения других эпителио-мезенхимных дефектов (уротелия мочеточника, эпителия гортани, эпителия кишечника и т.д.).
Проведенные исследования in vitro позволили, с помощью клеточных технологий и применения биполимерного субстрата, получить данные о возможности образования устойчивой тканеинженерной гистотипической композиции на основе экстрагированного в виде гелевой пленки коллагеновой матрицы с децеллюлированной ламининовой поверхностью. Иммуногистохимический флуоресцентный анализ идентифицировал экспрессию композитных белков - коллагена I типа и ламинина, а также панцитокератина - маркера эпителиальных клеток. Таким образом, предлагаемый вариант трехмерной матрицы представляет собой белковую композицию, состоящую из двух основных компонентов - коллагена первого типа, и ламинина базальной мембраны, находящихся в полном гистотипическом подобии со строением кожи человека. Семейства белков коллагенов и ламининов являются двумя самыми распространенными типами белков кожного покрова человека. Коллаген является основой мезенхимного компонента дермы кожи, обеспечивая ее механическую прочность и упругость. Ламинин является основой любых базальных мембран органов, в том числе и базальной мембраны кожи [1, 7].
Результаты контролируемых исследований динамики течения моделируемого раневого процесса в течение 21 суток, полученные на модели лоскутной кожно-мышечной раны у крыс-самцов линии Вистар, свидетельствуют о том, что в группах с применением коллаген-ламининовой матрицы на 7, 14 сутки ускорялась динамика сокращения площади раневых дефектов. Рост грануляционной ткани наблюдали со дна раны, в новообразованиях соединительной ткани отмечали васкуляризацию.
Полученные данные по восстановлению целостности кожного покрова свидетельствуют о том, что созданная репаративная композиция обладает высокой эффективностью ранозаживления, благодаря направленному росту регенерирующей ткани с поддержанием процессов васкуляризации. Разработанный биосовместимый коллаген-ламининовый ранозаживляющий материал, основанный на комбинации полимерной подложки и продукта синтеза кератиноцитов человека, при этом лишенный клеточной составляющей, отличается сравнительной простотой изготовления, длительностью срока хранения, что позволяет рекомендовать конструкцию к внедрению.
Литература
1. Алексеева Н.Т. Морфологические особенности раневого процесса в коже при региональном лечебном воздействии. - дисс. на соиск. д.м.н. - 2015. -327 с.
2. Григорян А.С, Кругляков П.В. Применение в тканевой инженерии крупных сосудов трансплантантов на основе аутогенных мононуклеарных клеток костного мозга // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. - 2009. - Том IV. - №3. - С. 37-41.
3. Капорская А.Н., Синицына Т.Ю., Азизов И.Г. Создание биополимерных матриц для регенеративного тканегенеза. - Актуальные вопросы биомедицинской инженерии. Сборник материалов VI Всероссийской научной конференции для молодых ученых. - 2017. - С. 39.
4. Обзор рынка биотехнологий в России и оценка перспектив его развития, аналитический обзор компании «FrostandSullivan». - 2014. - 69 с.
5. Панарин Е.Ф., Нудьга Л.А., Петрова В.А., Бочек А.М., Гофман И.В, Лебедева М.Ф., Блинова М.И., Спичкина О.Г., Юдинцева Н.М., Пинаев Г.П. Матрицы для культивирования клеток кожи человека на основе природных полисахаридов - хитина и хитозана // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. - 2009. -Том IV. - №3 - С. 42-46.
6. Шаповалова Е.Ю., Бойко Т.А., Барановский Ю.Г., Каракулькина О.А., Барановский А.Г. Оптимизация типа коллагена каркаса в биоинженерных конструкциях для заживления язв кожи с учетом эмбриогенеза кожи у эмбрионов человека // Вестник Уральской медицинской академической науки - 2014. - №5 - С. 107-110.
7. Gould L.J. Topical Collagen-Based Biomaterals for Chronic Wounds: Rationale and Clinical Application. // Advances in wound care (New Rochelle). - 2016. - Volume 5. - №1. - P. 19-31.
8. Meleshina A.V., Bystrova A.S., Rogovaya O.S., Vorotelyak E.A., Vasiliev A.V., Zagaynova E.V. Tissue-engineered skin constructs and application of stem cells for creation of skin equivalents (review). // Sovremennye tehnologii v medicine. - 2017 - 9(1) - P. 198-218.
9. Still J., Glat P., Silverstein P., Griswold J., Mozingo D. The use of a collagen sponge/living cell composite material to treat donor sites in burn patients. // Burns. - 2003 - 29(8) - P. 837-841.
10. Waymack P., Duff R.G., Sabolinski M. The effect of a tissue engineered bilayered living skin analog, over meshed split-thickness autografts on the healing of excised burn wounds. The Apligraf Burn Study Group. // Burns. - 2000 - 26(7) - P. 609-619.

Claims (1)

  1. Способ производства коллаген-ламининового матрикса, обладающего ранозаживляющим действием, включающий получение тканеинженерной раневой композиции при помощи формирования устойчивой матрицы в виде гелевой пленки из экстрагированного коллагена I типа сухожилий хвостов крыс и культивирования монослоя иммортализованных кератиноцитов кожи линии НаСаТ на коллагеновой пленке, отличающийся тем, что при помощи раствора детергентов SDS (додецилсульфат натрия) и Triton-X-100 (октилфенилполиоксиэтилен) в течение 1 суток при температуре +4°С проводят децеллюлирование (выведение клеток из конечного продукта) фиксированной 4% параформальдегидом коллагеновой подложки, с сохранением на ее поверхности ламинина (основного белка базальной мембраны), синтезированного клетками линии НаСаТ in vitro.
RU2018117999A 2018-05-15 2018-05-15 Способ производства коллаген-ламининового матрикса для заживления язв, ожогов и ран кожи человека RU2736480C2 (ru)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018117999A RU2736480C2 (ru) 2018-05-15 2018-05-15 Способ производства коллаген-ламининового матрикса для заживления язв, ожогов и ран кожи человека
PCT/RU2019/050029 WO2019221639A1 (ru) 2018-05-15 2019-03-20 Способ производства коллаген-ламининового матрикса для заживления язв, ожогов и ран кожи человека
CN201980032852.XA CN112118860A (zh) 2018-05-15 2019-03-20 用于治疗人体皮肤溃疡、烧伤以及创面的胶原蛋白-层粘连蛋白基质的生产方法
DE112019002479.5T DE112019002479B4 (de) 2018-05-15 2019-03-20 Verfahren zur herstellung einer kollagen-laminin-matrix zur heilung von hautgeschwüren, verbrennungen und wunden beim menschen
US17/250,058 US20210220518A1 (en) 2018-05-15 2019-03-20 Producing method of the collagen-laminin matrix for healing ulcers, burns and wounds of a human skin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018117999A RU2736480C2 (ru) 2018-05-15 2018-05-15 Способ производства коллаген-ламининового матрикса для заживления язв, ожогов и ран кожи человека

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018117999A3 RU2018117999A3 (ru) 2019-11-15
RU2018117999A RU2018117999A (ru) 2019-11-15
RU2736480C2 true RU2736480C2 (ru) 2020-11-17

Family

ID=68540932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018117999A RU2736480C2 (ru) 2018-05-15 2018-05-15 Способ производства коллаген-ламининового матрикса для заживления язв, ожогов и ран кожи человека

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210220518A1 (ru)
CN (1) CN112118860A (ru)
DE (1) DE112019002479B4 (ru)
RU (1) RU2736480C2 (ru)
WO (1) WO2019221639A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2791324C1 (ru) * 2021-12-27 2023-03-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет" Способ получения коллагенового геля для использования в медицине и косметологии

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4485096A (en) * 1982-02-26 1984-11-27 Massachusetts Institute Of Technology Tissue-equivalent and method for preparation thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1278559B1 (en) * 2000-04-28 2008-03-26 Baylor College Of Medicine Decellularised vascular prostheses
JP2004262861A (ja) * 2003-03-03 2004-09-24 Naris Cosmetics Co Ltd 皮膚外用剤
US20080243243A1 (en) * 2006-07-07 2008-10-02 Williams Stuart K Implantable medical articles having pro-healing coatings
KR101833895B1 (ko) * 2016-01-29 2018-03-05 주식회사 바이오에프디엔씨 미코스포린―유사 아미노산을 함유한 창상 치유용 피부 외용제 조성물 및 그 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4485096A (en) * 1982-02-26 1984-11-27 Massachusetts Institute Of Technology Tissue-equivalent and method for preparation thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АХМЕДОВ Ш. Д. и др. Тканевая инженерия в экспериментальной сердечно-сосудистой хирургии: технология получения бесклеточных коллагеновых матриксов сосудов животных и человека //Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. - 2011. - Т. 6. - No. 1. - С. 69-72. БАРМАШЕВА А. А. и др. Культивирование стромальных клеток костного мозга крысы на коллагене I типа разного происхождения //Гены и клетки. - 2009. - Т. 4. - No. 4. BOELSMA E., Verhoeven M. C. H., Ponec M. Reconstruction of a human skin equivalent using a spontaneously transformed keratinocyte cell line (HaCaT) //Journal of investigative dermatology. - 1999. - Т. 112. - No. 4. - С. 489-498. CHANDRAKASAN G., et al. Preparation of intact monomeric collagen from rat tail tendon and skin and the structure of the nonhelical ends in solution //Journal of Biological Chemistry. - 1976. - Т. 251. - No. 19. - С. 6062-6067. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2791324C1 (ru) * 2021-12-27 2023-03-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет" Способ получения коллагенового геля для использования в медицине и косметологии

Also Published As

Publication number Publication date
DE112019002479T5 (de) 2021-03-04
CN112118860A (zh) 2020-12-22
WO2019221639A1 (ru) 2019-11-21
DE112019002479B4 (de) 2021-12-30
RU2018117999A3 (ru) 2019-11-15
RU2018117999A (ru) 2019-11-15
US20210220518A1 (en) 2021-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2461622C2 (ru) Биоинженерный конструкт для имплантации ткани и способ изготовления названного биоинженерного конструкта (варианты)
CN101757691B (zh) 一种组织工程角膜的制备方法
JPH05506169A (ja) 合成生体皮膚等価物
JP4260139B2 (ja) 細胞培養用膜の支持装置
US20200078492A1 (en) Process for obtaining a functional dermal substitute of decellurized amniotic membrane from the placenta combination with keratinocytes and its use as an agent for tissue regeneration of the skin
US10149924B1 (en) Ready to use biodegradable and biocompatible artificial skin substitute and a method of preparation thereof
Nilforoushzadeh et al. Regenerative medicine applications in wound care
Ríos-Galacho et al. An overview on the manufacturing of functional and mature cellular skin substitutes
WO2021012677A1 (zh) 一种仿生的预脉管化材料及其制备方法和应用
KR101859654B1 (ko) 각막 탈세포화 세포외 기질을 함유하는 각막 유래 세포의 지지체 및 이를 포함하는 인공 각막 시트
CN107683148B (zh) 皮肤重建方法
Lee et al. Three-dimensional artificial skin construct bioprinted with a marine-based biocomposite
JPH06503735A (ja) 創傷用包帯剤およびその製造法
CN104971382B (zh) 一种用无血清和牛垂体提取物培养液构建的创口贴式人工活性组织及其构建方法
CN105169494A (zh) 一种组织工程皮肤的制备方法
JP5154434B2 (ja) 非無機化(non‐mineralized)結合組織の工学のためのビブリオ・ディアボリカス(Vibriodiabolicus)種により分泌される多糖の使用
RU2736480C2 (ru) Способ производства коллаген-ламининового матрикса для заживления язв, ожогов и ран кожи человека
JP2005211480A (ja) 皮膚の分離無細胞化方法、無細胞化真皮マトリックス及びその製造方法並びに無細胞化真皮マトリックスを用いた複合培養皮膚
EP2145635B1 (en) Method for preparing three-dimensional structures for tissue engineering
ES2353990B1 (es) Elaboracion de tejidos artificiales mediante ingenieria tisular utilizando biomateriales de fibrina y agarosa.
CN1327911C (zh) 组织工程表皮替代物及其制备方法
RU2310461C1 (ru) Способ получения экстракта региональных стволовых клеток из тканей плаценты свиной для замещения поврежденных клеток кожных и слизистых покровов
RU2232551C2 (ru) Способ аутотрансплантации клеток кожи
Praveen Fabrication and characterization of in vitro skin tissue construct using stimuli responsive modified culture surface.
JPS59501298A (ja) 骨同等物およびその製造法