RU2745995C1 - Method for manufacturing a cellless hydrogel from warton's jelly made of human umbilical cord for intra-article application - Google Patents

Method for manufacturing a cellless hydrogel from warton's jelly made of human umbilical cord for intra-article application Download PDF

Info

Publication number
RU2745995C1
RU2745995C1 RU2020130589A RU2020130589A RU2745995C1 RU 2745995 C1 RU2745995 C1 RU 2745995C1 RU 2020130589 A RU2020130589 A RU 2020130589A RU 2020130589 A RU2020130589 A RU 2020130589A RU 2745995 C1 RU2745995 C1 RU 2745995C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
umbilical cord
hydrogel
matrix
human umbilical
solution
Prior art date
Application number
RU2020130589A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лидия Ивановна Калюжная-Земляная
Владимир Евгеньевич Чернов
Сергей Валерьевич Чеботарев
Дмитрий Алексеевич Земляной
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова" Министерства обороны Российской Федерации (ВМедА)
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 военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова" Министерства обороны Российской Федерации (ВМедА) filed Critical Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова" Министерства обороны Российской Федерации (ВМедА)
Priority to RU2020130589A priority Critical patent/RU2745995C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2745995C1 publication Critical patent/RU2745995C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • A61K35/44Vessels; Vascular smooth muscle cells; Endothelial cells; Endothelial progenitor cells

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to medicine, namely to a method for manufacturing a cell-free hydrogel from Wharton's jelly of the human umbilical cord. A method of manufacturing a cell-free hydrogel from Wharton's jelly of the human umbilical cord for intra-articular use in order to restore damage to the articular cartilage, including obtaining a native umbilical cord, sterilization with a hydrogen peroxide solution, its preparation, fragmentation and homogenization, decellularization with sodium hydroxide followed by its neutralization with a solution of hydrochloric acid, washing and detached cells, neutralization with sodium hydroxide solution and re-centrifugation; lyophilization, then the resulting lyophilized matrix is solubilized by exposing the resulting matrix to pepsin in a solution of hydrochloric acid, after which the medium is neutralized by titration with sodium hydroxide to physiological pH values, under certain conditions.
EFFECT: above method allows to create a full-component matrix and hydrogel from the connective tissue of the human umbilical cord using the most physiological methods, which has regenerative properties to ensure the healing of cartilage and soft tissue injuries.
1 cl, 14 dwg

Description

Изобретение относится к области удовлетворения жизненных потребностей человека, а именно к области медицины, биотехнологии, регенеративной медицины, фармакологии, в частности, к методам лечения травматических повреждений суставного хряща путем создания бесклеточного хранимого тканеинженерного продукта для замещения хрящевых дефектов с обеспечением их регенерации и может быть использовано, помимо травматологии, в восстановлении мягких тканей организма.The invention relates to the field of satisfying the vital needs of a person, namely to the field of medicine, biotechnology, regenerative medicine, pharmacology, in particular, to methods of treating traumatic injuries of the articular cartilage by creating a cell-free stored tissue-engineered product to replace cartilage defects with the provision of their regeneration and can be used , in addition to traumatology, in the restoration of soft tissues of the body.

Существуют следующие технические решения, известные как таковые по назначению, а именно для терапии травматических повреждений суставного хряща:There are the following technical solutions, known as such for their intended purpose, namely for the treatment of traumatic injuries of articular cartilage:

фармацевтические - симптоматические препараты, используемые в клинической практике, в том числе для внутрисуставного введения (неселективные нестероидные противовоспалительные средства, ингибиторы циклооксигеназы; кортикостероиды, гиалуроновая кислота, обогащенная тромбоцитами плазма);pharmaceutical - symptomatic drugs used in clinical practice, including for intra-articular administration (non-selective non-steroidal anti-inflammatory drugs, cyclooxygenase inhibitors; corticosteroids, hyaluronic acid, platelet-rich plasma);

хирургические методы восстановления хрящевых и костно-хрящевых дефектов - абразивная механическая хондропластика, методики остеоперфорации (микрофрактурирование, туннелизация, рассверливание), использование аутологичных остеохондральных трансплантатов (мозаичная хондропластика); методы с применением технологий тканевой инженерии (имплантация мезенхимальных стволовых клеток (далее - МСК), хондрогенных стволовых клеток, аутологичных хондроцитов, в том числе матрикс-индуцированных). Каждый из перечисленных методов имеет отдельные достоинства и негативные стороны.surgical methods for the restoration of cartilaginous and osteochondral defects - abrasive mechanical chondroplasty, osteoperforation techniques (microfracturing, tunneling, reaming), the use of autologous osteochondral grafts (mosaic chondroplasty); methods using tissue engineering technologies (implantation of mesenchymal stem cells (hereinafter - MSC), chondrogenic stem cells, autologous chondrocytes, including matrix-induced ones). Each of these methods has separate advantages and disadvantages.

Длительное воздействие глюкокортикостероидов потенцируют грубое повреждение хряща, обусловленное токсическим действием на хондроциты [Wong М, Carter D. Articular cartilage functional histomorphology and mechanobiology: a research perspective. Bone. 2003; 33 (1): 1-13], способствуя прогрессированию посттравматического остеоартрита (OA). Эффективность инъекций кортикостероидов со временем снижается [Knutsen G., Drogset J., Engebretsen L., Grontvedt Т., Ludvigsen Т., Loken S., Solheim E., Strand Т., Johansen O. A Randomized Multicenter Trial Comparing Autologous Chondrocyte Implantation with Microfracture. J. Bone Jt. Surg. 2016; 98:1332-1339].Long-term exposure to glucocorticosteroids potentiates gross cartilage damage due to toxic effects on chondrocytes [Wong M, Carter D. Articular cartilage functional histomorphology and mechanobiology: a research perspective. Bone. 2003; 33 (1): 1-13], contributing to the progression of post-traumatic osteoarthritis (OA). The effectiveness of corticosteroid injections decreases over time [Knutsen G., Drogset J., Engebretsen L., Grontvedt T., Ludvigsen T., Loken S., Solheim E., Strand T., Johansen O. A Randomized Multicenter Trial Comparing Autologous Chondrocyte Implantation with Microfracture. J. Bone Jt. Surg. 2016; 98: 1332-1339].

Внутрисуставные инъекции гиалуроновой кислоты получили широкое распространение в лечении остеоартрита, однако метаанализ рандомизированных клинических испытаний не выявил значительного эффекта внутрисуставных инъекций гиалуроновой кислоты по сравнению с внутрисуставными инъекциями плацебо [Jiang Y. Cell transplantation for articular cartilage defects: principles of past, present, and future practice. CellTransplant. 2011; 20:593-607].Intra-articular injections of hyaluronic acid are widely used in the treatment of osteoarthritis, but a meta-analysis of randomized clinical trials did not reveal a significant effect of intra-articular injections of hyaluronic acid compared with intra-articular injections of placebo [Jiang Y. Cell transplantation for articular cartilage defects: principles of past, present, and future practice ... CellTransplant. 2011; 20: 593-607].

Использование обогащенной тромбоцитами плазмы в виде внутрисуставных инъекций при посттравматическом OA улучшает показатели боли и функциональные результаты. Однако метод не рекомендуются OARSI (международное общество исследований остеоартрита (osteoarthritis research society international) для лечения посттравматического OA из-за отсутствия убедительных и надежных клинических данных и долгосрочных результатов лечения [Shahid М., Kundra R. Platelet-rich plasma (PRP) for knee disorders. EFORT OpenRev. 2017; 2:28-34].The use of platelet-rich plasma by intra-articular injection for post-traumatic OA improves pain scores and functional outcomes. However, the method is not recommended by the OARSI (osteoarthritis research society international) for the treatment of post-traumatic OA due to the lack of convincing and reliable clinical data and long-term treatment results [Shahid M., Kundra R. Platelet-rich plasma (PRP) for knee disorders. EFORT OpenRev. 2017; 2: 28-34].

Хирургические методы остеоперфорации субхондральной кости (микрофрактурирование, туннелизация, рассверливание) широко используются из-за простоты их выполнения и низкой стоимости. Однако этот подход эффективен только для небольших дефектов, обеспечивает относительно кратковременное функциональное улучшение за счет образования фиброхряща, а не нативного гиалинового суставного хряща [Gobbi A., Whyte G. One-Stage Cartilage Repair Using a Hyaluronic Acid-Based Scaffold With Activated Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells Compared With Microfracture: Five-Year Follow-up. Am. J. SportsMed. 2016; 44:2846-2854]. Аутологичная остеохондральная трансплантация (мозаичная хондропластика) - пересадка костно-хрящевых цилиндрических трансплантатов из области ненагружаемой суставной поверхности в зону дефекта хрящевой ткани. К недостаткам метода относятся ограниченная доступность донорской ткани и болезненность донорского сайта, что делает мозаичную пластику применимой только к небольшим дефектам. Кроме того, мозаичная пластика является хирургически сложной задачей, поскольку все имплантированные цилиндры должны быть отмоделированы так, чтобы обеспечить ровную поверхность хряща [Gracitelli G.C., Meric G., Briggs D.T., Pulido P.A., McCauley J.C., Belloti J.C., Bugbee W.D. Fresh Osteochondral Allografts in the Knee. Am. J. Sports Med. 2015; 43: 885-891].Surgical methods for osteoperforation of the subchondral bone (microfracturing, tunneling, reaming) are widely used because of their simplicity and low cost. However, this approach is effective only for small defects, provides a relatively short-term functional improvement due to the formation of fibrocartilage, and not native hyaline articular cartilage [Gobbi A., Whyte G. One-Stage Cartilage Repair Using a Hyaluronic Acid-Based Scaffold With Activated Bone Marrow- Derived Mesenchymal Stem Cells Compared With Microfracture: Five-Year Follow-up. Am. J. SportsMed. 2016; 44: 2846-2854]. Autologous osteochondral transplantation (mosaic chondroplasty) is the transplantation of osteochondral cylindrical grafts from the area of the unloaded articular surface into the area of the cartilage tissue defect. The disadvantages of the method include the limited availability of donor tissue and soreness of the donor site, which makes mosaic plasty only applicable to small defects. In addition, mosaic plasty is a surgically challenging task, since all implanted cylinders must be modeled in order to provide a flat cartilage surface [Gracitelli G.C., Meric G., Briggs D.T., Pulido P.A., McCauley J.C., Belloti J.C., Bugbee W.D. Fresh Osteochondral Allografts in the Knee. Am. J. Sports Med. 2015; 43: 885-891].

Основными ограничениями клеточной терапии являются высокая стоимость [Murray С, Vos Т, Lozano R, Naghavi М, Flaxman A, Michaud С.Disability-adjusted life years (DALYs) for 291 diseases and injuries in 21 regions, 1990-2010: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study. Lancet 2010; 380:2197-2223], необходимость минимум двух операций, проблема фиксации клеточного материала в зоне хрящевого дефекта, и образование фиброхряща, часто происходящее из-за дедифференцировки хондроцитов при экспансии клеток [Goyal D., Goyal A., Keyhani S., Lee E., Hui J. Evidence-Based Status of Second- and Third-Generation Autologous Chondrocyte Implantation Over First Generation: A Systematic Review of Level I and II Studies. Arthrosc. J. Arthrosc. Relat. Surg. 2013; 29: 1872-1878].The main limitations of cell therapy are the high cost [Murray C, Vos T, Lozano R, Naghavi M, Flaxman A, Michaud C. Disability-adjusted life years (DALYs) for 291 diseases and injuries in 21 regions, 1990-2010: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study. Lancet 2010; 380: 2197-2223], the need for at least two operations, the problem of fixing the cellular material in the area of the cartilaginous defect, and the formation of fibrocartilage, often due to dedifferentiation of chondrocytes during cell expansion [Goyal D., Goyal A., Keyhani S., Lee E ., Hui J. Evidence-Based Status of Second- and Third-Generation Autologous Chondrocyte Implantation Over First Generation: A Systematic Review of Level I and II Studies. Arthrosc. J. Arthrosc. Relat. Surg. 2013; 29: 1872-1878].

В настоящее время разрабатывается тканеинженерное получение и использование бесклеточных матриксов как природных каркасов из различных тканей, таких как клапаны сердца, кровеносные сосуды, скелетные мышцы, плацента, кожа. Биоматериалом для получения матриксов из указанных тканей могут быть ксеногенные и гомологичные донорские ткани, а также их отдельные компоненты - биополимеры. Матриксам из природных материалов присущи биоактивность, биоразлагаемость и наличие поверхностных лигандов для адгезии клеток. Тканевые биоматериалы, из которых удалены клетки, являются одними из лучших вариантов для подготовки биомиметических каркасов. Децеллюляризированный матрикс сохраняет архитектуру, созданную природой для конкретной ткани, для поддержки клеточного роста и организации тканей, поэтому такой матрикс является тканеспецифичным. Процесс децеллюляризации, удаляя клетки донорской ткани, сохраняет компоненты нативного ВКМ с фиксированными на нем факторами роста. Поэтому децеллюляризированные матриксы - наиболее привлекательная конструкция для создания на ее основе тканеинженерного трансплантата.Currently, tissue engineering is being developed for the production and use of acellular scaffolds as natural scaffolds from various tissues, such as heart valves, blood vessels, skeletal muscles, placenta, and skin. Biomaterials for obtaining matrices from these tissues can be xenogenic and homologous donor tissues, as well as their individual components - biopolymers. Bioactivity, biodegradability, and the presence of surface ligands for cell adhesion are inherent in matrices made from natural materials. Tissue biomaterials from which cells have been removed are some of the best options for preparing biomimetic scaffolds. The decellularized matrix retains the architecture created by nature for a particular tissue to support cell growth and tissue organization, so the matrix is tissue-specific. The decellularization process, by removing the cells of the donor tissue, preserves the components of the native ECM with the growth factors fixed on it. Therefore, decellularized matrices are the most attractive design for creating a tissue-engineered graft on its basis.

Тканеспецифичность матрикса, его трехмерная структура, композиция, пористость - необходимые условия для заселения клетками, их распространения и дифференцировки в функционирующие элементы. Однако получение прижизненных донорских тканей для создания матриксов крайне ограничено из-за их лимитированности, а посмертных - из-за юридических и этических сложностей, требующих времени на оформление документального согласия родственников [Федеральный закон от 23.06.2016 N 180-ФЗ "О биомедицинских клеточных продуктах" // "Российская газета". - 2016. - №139. - 28 июня].The tissue-specificity of the matrix, its three-dimensional structure, composition, porosity are the necessary conditions for the colonization of cells, their distribution and differentiation into functioning elements. However, the receipt of intravital donor tissues for the creation of matrices is extremely limited due to their limited nature, and posthumous ones due to legal and ethical difficulties that require time to obtain the documentary consent of relatives [Federal Law of 23.06.2016 N 180-FZ "On Biomedical Cell Products " // "Russian newspaper". - 2016. - No. 139. - June 28].

Подходящий источник биоматериала для создания тканеинженерных трансплантатов предпочтительно ограничить по признаку гомологичного происхождения. Это связано с риском иммунологических конфликтов [Galili U. Acceleration of Wound Healing by α-gal Nanoparticles Interacting with the Natural Anti-Gal Antibody Journal of Immunology Research Volume 2015, Article ID 589648, 13 pages http://dx.doi.org/10.1155/2015/589648] и передачи ксеногенными матриксами прионных инфекций. Среди гомологичных тканей даже специфичные для матрикса ткани донора (как посмертные, так и прижизненные) не являются идеальными, поскольку состав, структура тканей подвергались изменениям в течение жизни донора. Пороки развития, перенесенные болезни, возрастные изменения, последствия стрессов, приема лекарств, влияния вредных условий труда или области обитания способны существенно изменять компоненты и архитектуру тканей, которые могут быть усугублены процедурами децеллюляризации. В результате этих влияний матриксы могут неблагоприятно повлиять на прикрепление рекрутированных клеток, их расселение, созревание и функционирование по созданию собственного ремоделированного матрикса на месте деградировавшего трансплантированного матрикса.A suitable source of biomaterial for creating tissue-engineered grafts is preferably limited on the basis of homologous origin. This is associated with the risk of immunological conflicts [Galili U. Acceleration of Wound Healing by α-gal Nanoparticles Interacting with the Natural Anti-Gal Antibody Journal of Immunology Research Volume 2015, Article ID 589648, 13 pages http://dx.doi.org/ 10.1155 / 2015/589648] and transmission of prion infections by xenogeneic matrices. Among homologous tissues, even matrix-specific donor tissues (both postmortem and lifetime) are not ideal, since the composition and structure of tissues have undergone changes during the donor's life. Malformations, past illnesses, age-related changes, the effects of stress, taking medications, the influence of harmful working conditions or the habitat can significantly change the components and architecture of tissues, which can be aggravated by decellularization procedures. As a result of these influences, matrices can adversely affect the attachment of recruited cells, their dispersal, maturation and functioning to create their own remodeled matrix in place of the degraded transplanted matrix.

Однако главная из биологических причин неоптимальности использования донорского биоматериала для изготовления матриксов - его постнатальная структура с утратой регенераторных потенций. Известно, что ткани эмбриона и провизорных органов имеют особые компоненты, обеспечивающие на этапах гестации процессы регенераторного восстановления, сходные с онтогенетическими процессами развития плода. В отличие от взрослых тканей, внеклеточный матрикс (ВКМ) тканей плода и провизорных органов состоит из более незрелого коллагена с меньшими сшивками, обилия гиалуронана высокого молекулярного веса, наличия в матриксе факторов роста, что способствует более эффективному ремоделированию ткани [Badylak S.F. Decellularized allogeneic and xenogeneic tissue as a bioscaffold for regenerative medicine: factors that influence the host response. Ann. Biomed. Eng. 2014; 42:1517-1524. https://doi.org/10.1007/s10439-013-0963-7]. Поэтому можно предположить, что ВКМ из внеэмбриональных тканей обеспечит более эффективное и конструктивное ремоделирование тканей, чем ВКМ из тканей взрослых доноров. Будучи внеэмбриональной тканью, она лишена возрастных недостатков, таких, как патологическое ремоделирование ВКМ, фиброз, окислительный стресс и другие негативные изменения [Koci Z. Extracellular Matrix Hydrogel Derived from Human Umbilical Cord as a Scaffold for Neural Tissue Repair and Its Comparison with Extracellular Matrix from Porcine Tissues. Tissue Engineering Part C-Methods. 2017; 23(6):333-345. https://doi.org/10.1089/ten.tec.2017.0089].However, the main biological reason for the non-optimal use of a donor biomaterial for the manufacture of matrices is its postnatal structure with a loss of regenerative potencies. It is known that the tissues of the embryo and provisional organs have special components that provide regenerative recovery processes at the stages of gestation, similar to the ontogenetic processes of fetal development. Unlike adult tissues, the extracellular matrix (ECM) of fetal tissues and provisional organs consists of more immature collagen with fewer cross-links, an abundance of high molecular weight hyaluronan, the presence of growth factors in the matrix, which contributes to more effective tissue remodeling [Badylak S.F. Decellularized allogeneic and xenogeneic tissue as a bioscaffold for regenerative medicine: factors that influence the host response. Ann. Biomed. Eng. 2014; 42: 1517-1524. https://doi.org/10.1007/s10439-013-0963-7]. Therefore, it can be assumed that ECM from extraembryonic tissues will provide more efficient and constructive tissue remodeling than ECM from tissues of adult donors. Being an extraembryonic tissue, it is free of age-related disadvantages, such as pathological ECM remodeling, fibrosis, oxidative stress and other negative changes [Koci Z. Extracellular Matrix Hydrogel Derived from Human Umbilical Cord as a Scaffold for Neural Tissue Repair and Its Comparison with Extracellular Matrix from Porcine Tissues. Tissue Engineering Part C-Methods. 2017; 23 (6): 333-345. https://doi.org/10.1089/ten.tec.2017.0089].

Пуповина, происходящая из внезародышевой мезодермы, обеспечивает внутриутробное развитие плода путем доставки ему субстратов, кислорода и удаления метаболитов кровью матери. Вартонов студень пуповины окружает сосуды плода и, как полагают, предотвращает сжатие, скручивание и сгибание пуповины. Вартонов студень пуповины человека представляет собой твердую слизистую соединительную ткань внеэмбрионального происхождения, состоящую из ВКМ и мезенхимальных клеток. ВКМ Вартонова студня композиционно сходен с матриксом гиалинового хряща, структура которого представлена коллагенами разных типов, гликопротеинами, протеогликанами. При этом каждый из компонентов в отдельности рассматривается сегодня как потенциальный терапевтический агент для регенеративной медицины [Pearsall A, Madanagopal S, Tucker J. The Evaluation of Refrigerated and Frozen Osteochondral Allografts in the Knee. SurgicalScience. 2011; 2(5):232-241. https://doi/org/10.4236/ss.2011.25052]. Стратегическое сходство процессов регенерации и эмбриогенеза позволяет предполагать, что морфогенетические сигналы внеэмбриональных структур могут быть использованы в разработке тканеинженерных конструкций для регенерации тканей [Калюжная Л.И., Харкевич О.Н., Шмидт А.А., Протасов О.В. Регенераторные свойства внеэмбриональных органов человека в тканевой инженерии // Вестник Российской военно-медицинской академии. - 2018.- Т. 64. - №4. - С. 192-198.]. Известно, что фетальные раны, в отличие от ран постнатальных, быстро регенерируют. Этому способствуют: 1) доминирование трансформирующего фактора роста tgf-β3 над tgf-β1,2, характерными для тканей взрослого организма, обилие других ростовых факторов; 2) особенности структурных компонентов (преобладание незрелого фетального коллагена над зрелым, малое количество поперечных коллагеновых сшивок; преобладание гиалуронана высокого молекулярного веса у плода над низкомолекулярным гиалуронаном постнатальных тканей; 3) особенности фетальной цитокиновой регуляции (противовоспалительный ИЛ-10 экспрессируется у плода значительнее, чем провоспалительные ИЛ-6, ИЛ-8); 4) особенности клеточного состава фетальных тканей (преобладание фибробластов над миофибробластами, малое количество тучных клеток и макрофагов, неактивность и неадгезивность тромбоцитов; наличие МСК). Матриксы из тканей провизорных органов после процедуры децеллюляризации сохраняют сигнальные молекулы и факторы роста, способствующие регенерации в зоне имплантации матрикса [McAlindon Т., Bannuru R., Sullivan М., Arden N., Berenbaum F., Bierma-Zeinstra S., Hawker G., Henrotin Y., Hunter D., Kawaguchi H. OARSI guidelines for the non-surgical management of knee osteoarthritis. Osteoarthr. Cartil. 2014; 22:363-388].The umbilical cord, originating from the extraembryonic mesoderm, provides intrauterine development of the fetus by delivering substrates, oxygen and removing metabolites by the mother's blood. Wharton's umbilical cord jelly surrounds the vessels of the fetus and is believed to prevent compression, twisting and bending of the umbilical cord. Wharton jelly of the human umbilical cord is a hard mucous connective tissue of extraembryonic origin, consisting of ECM and mesenchymal cells. The Varton's jelly VKM is compositionally similar to the matrix of hyaline cartilage, the structure of which is represented by different types of collagens, glycoproteins, and proteoglycans. Moreover, each of the components separately is considered today as a potential therapeutic agent for regenerative medicine [Pearsall A, Madanagopal S, Tucker J. The Evaluation of Refrigerated and Frozen Osteochondral Allografts in the Knee. SurgicalScience. 2011; 2 (5): 232-241. https: //doi/org/10.4236/ss.2011.25052]. The strategic similarity of the processes of regeneration and embryogenesis suggests that morphogenetic signals of extraembryonic structures can be used in the development of tissue-engineered structures for tissue regeneration [Kalyuzhnaya LI, Kharkevich ON, Shmidt AA, Protasov OV. Regenerative properties of extraembryonic human organs in tissue engineering // Bulletin of the Russian Military Medical Academy. - 2018.- T. 64. - No. 4. - S. 192-198.]. It is known that fetal wounds, in contrast to postnatal wounds, quickly regenerate. This is facilitated by: 1) the dominance of the transforming growth factor tgf-β 3 over tgf-β 1,2 , characteristic of the tissues of an adult organism, the abundance of other growth factors; 2) features of structural components (predominance of immature fetal collagen over mature, a small amount of cross-linked collagen; predominance of high molecular weight hyaluronan in the fetus over low molecular weight hyaluronan of postnatal tissues; 3) features of fetal cytokine regulation (anti-inflammatory IL-10 is more significantly expressed than in the fetus IL-6, IL-8); 4) features of the cellular composition of fetal tissues (the predominance of fibroblasts over myofibroblasts, a small number of mast cells and macrophages, inactivity and non-adhesiveness of platelets; the presence of MSCs). Scaffolds from tissues of provisional organs after the decellularization procedure retain signaling molecules and growth factors that promote regeneration in the area of matrix implantation [McAlindon T., Bannuru R., Sullivan M., Arden N., Berenbaum F., Bierma-Zeinstra S., Hawker G ., Henrotin Y., Hunter D., Kawaguchi H. OARSI guidelines for the non-surgical management of knee osteoarthritis. Osteoarthr. Cartil. 2014; 22: 363-388].

Исследования по применению ВКМ Вартонова студня в экспериментах продемонстрировали, что: 1) его биосовместимость и адгезивные свойства сопоставимы со свойствами матриксов хрящевой ткани; 2) высокий хондрогенный потенциал матрикса обусловлен сходством микроокружения ВКМ с нативным хрящом; 3) факторы роста ВКМ способствуют выработке хондроцитами коллагена II и аггрекана, специфичных для гиалинового хряща; 4) ВКМ, исходно высоко гидратированный из-за обилия гиалуронана, может быть преобразован в инъекционный гидрогель, который при физиологических условиях внутри сустава полимеризуется [Badylak S.F. Decellularized allogeneic and xenogeneic tissue as a bioscaffold for regenerative medicine: factors that influence the host response. Ann. Biomed. Eng. 2014, 42:1517-1524. https://doi.org/10.1007/s10439-013-0963-7; McAlindon Т., Bannuru R., Sullivan M., Arden N., Berenbaum F., Bierma-Zeinstra S., Hawker G., Henrotin Y., Hunter D., Kawaguchi H. OARSI guidelines for the non-surgical management of knee osteoarthritis. Osteoarthr. Cartil. 2014, 22: 363-388; Shahid M., Kundra R. Platelet-rich plasma (PRP) for knee disorders. EFORT OpenRev. 2017; 2:28-34].Studies on the use of Varton's jelly VCM in experiments have shown that: 1) its biocompatibility and adhesive properties are comparable to those of cartilage matrices; 2) the high chondrogenic potential of the matrix is due to the similarity of the ECM microenvironment with native cartilage; 3) growth factors of ECM promote the production of collagen II and aggrecan by chondrocytes, which are specific for hyaline cartilage; 4) ECM, initially highly hydrated due to the abundance of hyaluronan, can be transformed into an injectable hydrogel, which polymerizes under physiological conditions inside the joint [Badylak S.F. Decellularized allogeneic and xenogeneic tissue as a bioscaffold for regenerative medicine: factors that influence the host response. Ann. Biomed. Eng. 2014, 42: 1517-1524. https://doi.org/10.1007/s10439-013-0963-7; McAlindon T., Bannuru R., Sullivan M., Arden N., Berenbaum F., Bierma-Zeinstra S., Hawker G., Henrotin Y., Hunter D., Kawaguchi H. OARSI guidelines for the non-surgical management of knee osteoarthritis. Osteoarthr. Cartil. 2014, 22: 363-388; Shahid M., Kundra R. Platelet-rich plasma (PRP) for knee disorders. EFORT OpenRev. 2017; 2: 28-34].

Основная цель зарубежных исследователей при создании бесклеточных матриксов - сохранение трехмерной архитектуры тканеспецифической донорской ткани. По причинам ее недоступности и неоптимальности наше внимание направлено на ткани провизорных органов, не подвергавшихся изменениям в силу возраста, стресса или заболеваний, и к тому же сохраняющих фетальный фенотип тканей в силу их внеэмбрионального происхождения. Доказано, что молекулы адгезии и факторы роста фиксированы на структурных компонентах матрикса [Leung A. Fetal wound healing: implications for minimal scar formation. CurrOpinPediatr. 2015;24(3):371-378]. Внеклеточный матрикс (ВКМ) из этих тканей и органов - богатый источник факторов роста и биологически активных молекул клеточной пролиферации, дифференциации и миграции [Taylor-Weiner Н., Schwarzbauer J.Е., Engler A.J. Defined Extracellular Matrix Components are Necessary for Definitive Endoderm Induction. 2013 doi: 10.1002/stem.1453]. Заявителей заинтересовало компонентное сходство слизистой соединительной ткани пуповины с гиалиновым суставным хрящом, в связи с чем возникла идея использовать это сходство для восстановления дефектов суставного хряща.The main goal of foreign researchers in the creation of cell-free matrices is to preserve the three-dimensional architecture of tissue-specific donor tissue. For reasons of its inaccessibility and suboptimality, our attention is directed to the tissues of provisional organs that have not undergone changes due to age, stress or disease, and, moreover, retain the fetal phenotype of tissues due to their extraembryonic origin. It has been proven that adhesion molecules and growth factors are fixed on the structural components of the matrix [Leung A. Fetal wound healing: implications for minimal scar formation. CurrOpinPediatr. 2015; 24 (3): 371-378]. The extracellular matrix (ECM) from these tissues and organs is a rich source of growth factors and biologically active molecules of cell proliferation, differentiation and migration [Taylor-Weiner N., Schwarzbauer J.E., Engler A.J. Defined Extracellular Matrix Components are Necessary for Definitive Endoderm Induction. 2013 doi: 10.1002 / stem.1453]. The applicants were interested in the component similarity of the mucous connective tissue of the umbilical cord with hyaline articular cartilage, in connection with which the idea arose to use this similarity to repair articular cartilage defects.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту USA 2011/0256186 А1, 2011 [Perez J.F., Basterrecchea M.D.O., Feo M.B.C., Martinez A.I., Varona A.I.A., Casado T.P. Biomaterial based on Wharton's Jelly from the human umbilical cord] в котором описан способ получения биополимера из пуповины человека, состоящего исключительно из гликозаминогликанов (несульфатированной гиалуроновой кислоты, сульфатированных дерматана сульфата и гепарансульфата). Сущность изобретения состоит в изготовлении гиалуронового гидрогеля с большей, чем природная, жесткостью за счет химического кросс-линкинга (сшивания) с помощью биметиламинопропил-карбодиимида (1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl carbodiimide) структурных гликозаминогликановых молекул, для последующего его применения либо самостоятельно, либо в сочетании с клетками для реконструкции мягких тканей, лечения рубцов, ожогов, язв, дегенераций межпозвонковых дисков, остеоартроза и др. Материал в твердом (высушенном в вакууме) виде авторы изобретения предлагают использовать при лечении ожогов, язв, дефектов кожи, офтальмологических заболеваний, остеохондральных дефектов, как фидер при культивировании клеток. При этом, несмотря на показанные авторами положительные результаты восстановления хряща через 4 недели после резекции передней крестообразной связки коленного сустава кроликов, имеют место следующие недостатки указанного способа:From the investigated prior art, the applicant identified an invention under the patent USA 2011/0256186 A1, 2011 [Perez J.F., Basterrecchea M.D.O., Feo M.B.C., Martinez A.I., Varona A.I.A., Casado T.P. Biomaterial based on Wharton's Jelly from the human umbilical cord], which describes a method for producing a biopolymer from the human umbilical cord, consisting exclusively of glycosaminoglycans (non-sulfated hyaluronic acid, sulfated dermatan sulfate and heparan sulfate). The essence of the invention consists in the manufacture of a hyaluronic hydrogel with greater than natural rigidity due to chemical cross-linking (crosslinking) using bimethylaminopropyl-carbodiimide (1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl carbodiimide) structural glycosaminoglycan molecules, for its subsequent use either independently or in combination with cells for the reconstruction of soft tissues, treatment of scars, burns, ulcers, degeneration of intervertebral discs, osteoarthritis, etc. The material in solid (dried in vacuum) form, the authors of the invention propose to use in the treatment of burns, ulcers, skin defects, ophthalmic diseases, osteochondral defects, as a feeder during cell cultivation.At the same time, despite the positive results of cartilage restoration shown by the authors 4 weeks after resection of the anterior cruciate ligament of the knee joint of rabbits, there are the following disadvantages of this method:

Во-первых, в указанном патенте основой гидрогеля является только некоторая часть природных структурных белков ценного биологического материала пуповины человека, а именно гликозаминогликаны. Все колагеновые структуры, в том числе важные для последующего ремоделирования коллагены базальной мембраны пуповины человека, удалены путем центрифугирования. Однако известно, что способностью к самосборке и формированию трехмерной структуры обладают как раз комбинации гликозаминогликанов и коллагенов [Koci Z. Extracellular Matrix Hydrogel Derived from Human Umbilical Cord as a Scaffold for Neural Tissue Repair and Its Comparison with Extracellular Matrix from Porcine Tissues. Tissue Engineering Part C-Methods. 2017;23(6):333-345. https://doi.org/10.1089/ten.tec.2017.0089].First, in this patent, the hydrogel is based on only a certain part of the natural structural proteins of the valuable biological material of the human umbilical cord, namely glycosaminoglycans. All collagen structures, including collagens important for the subsequent remodeling of the basement membrane of the human umbilical cord, were removed by centrifugation. However, it is known that the ability to self-assemble and form a three-dimensional structure is possessed just by combinations of glycosaminoglycans and collagens [Koci Z. Extracellular Matrix Hydrogel Derived from Human Umbilical Cord as a Scaffold for Neural Tissue Repair and Its Comparison with Extracellular Matrix from Porcine Tissues. Tissue Engineering Part C-Methods. 2017; 23 (6): 333-345. https://doi.org/10.1089/ten.tec.2017.0089].

Во-вторых, для удаления клеток и экстракции гликозаминогликанов в цитируемом патенте применяли пептидазу папаин, фермент, который имеет ненормируемую активность. В патенте не указано, была ли нейтрализована его активность по окончании переваривания, и не описаны способы его устранения из продукта. Не исследована способность папаина в составе высушенного гиалуронана после превращения в гель восстанавливать свою активность при физиологических показателях рН и температуры. Указанное обстоятельство сохраняет риск восстановления пептидазной активности папаина in vivo.Secondly, the cited patent used papain peptidase, an enzyme that has abnormal activity, to remove cells and extract glycosaminoglycans. The patent does not indicate whether its activity was neutralized at the end of digestion, and does not describe how to eliminate it from the product. The ability of papain in the composition of dried hyaluronan, after transformation into a gel, to restore its activity at physiological pH and temperature has not been studied. This circumstance preserves the risk of restoring the peptidase activity of papain in vivo.

В-третьих, особенностью полученного в патенте гидрогеля из гликозаминогликанов является его малая конформационная жесткость. Для получения более жесткого гидрогеля, сохраняющего заданную форму, авторы «сшивают» его с помощью 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl carbodiimide, после этой процедуры сшивающий агент должен быть отмыт из продукта. В патенте не указано, как контролируется качество отмывки продукта от агента.Thirdly, a feature of the hydrogel obtained in the patent from glycosaminoglycans is its low conformational rigidity. To obtain a tougher hydrogel that retains a given shape, the authors “crosslink” it using 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl carbodiimide, after this procedure the crosslinking agent must be washed out of the product. The patent does not indicate how the quality of product washing is controlled) from the agent.

Структурные белки нативной пуповины отличаются природной особенностью, состоящей в отсутствии поперечных сшивок, благодаря чему раны плодов заживают нежным эластичным рубцеванием или полной регенерацией. Большая механическая прочность гидрогеля или матрикса, созданная искусственно химическими агентами или фотопроцессами, потенцирует развитие не регенеративного, а рубцового заживления.Structural proteins of the native umbilical cord are distinguished by a natural feature consisting in the absence of cross-linking, due to which the wounds of the fetus heal with gentle elastic scarring or complete regeneration. The high mechanical strength of the hydrogel or matrix, created artificially by chemical agents or photoprocesses, potentiates the development of not regenerative, but cicatricial healing.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлены научные публикации, посвященные изготовлению и использованию бесклеточных матриксов и гидрогелей для восстановления утраченных или поврежденных тканей [Herrero-Mendez A., Palomares Т., Castro В. HR007: a family of biomaterials based on glycosaminoglycans for tissue repair. JTissueEngRegenMed. 2017; 11(4):989-1001; Koci Z. Extracellular Matrix Hydrogel Derived from Human Umbilical Cord as a Scaffold for Neural Tissue Repair and Its Comparison with Extracellular Matrix from Porcine Tissues. Tissue Engineering Part C-Methods. 2017;23(6):333-345. https://doi.org/10.1089/ten.tec.2017.0089].From the investigated prior art, the applicant identified scientific publications on the manufacture and use of acellular matrices and hydrogels to restore lost or damaged tissue [Herrero-Mendez A., Palomares T., Castro B. HR007: a family of biomaterials based on glycosaminoglycans for tissue repair. JTissueEngRegenMed. 2017; 11 (4): 989-1001; Koci Z. Extracellular Matrix Hydrogel Derived from Human Umbilical Cord as a Scaffold for Neural Tissue Repair and Its Comparison with Extracellular Matrix from Porcine Tissues. Tissue Engineering Part C-Methods. 2017; 23 (6): 333-345. https://doi.org/10.1089/ten.tec.2017.0089].

В изобретении по патенту USA 2011/0256186 Al, 2011 [Perez J.F., Basterrecchea M.D.O., Feo M.B.C., Martinez A.I., Varona A.I.A., Casado T.P. Biomaterial based on Wharton's Jelly from the human umbilical cord] описан способ получения биополимера из пуповины человека, состоящего исключительно из гликозаминогликанов (несульфатированной гиалуроновой кислоты, сульфатированных дерматана сульфата и гепарансульфата. Сущность изобретения состоит в изготовлении гиалуронового гидрогеля с большей, чем природная, жесткостью за счет химического кросс-линкинга (сшивания) с помощью диметиламинопропил карбодиимида (1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl carbodiimide) структурных гликозаминогликановых молекул, для последующего его применения либо самостоятельно, либо в сочетании с клетками для реконструкции мягких тканей, лечения рубцов, ожогов, язв, дегенераций межпозвонковых дисков, остеоартроза и др. Материал в твердом (высушенном в вакууме) виде авторы изобретения предлагают использовать при лечении ожогов, язв, дефектов кожи, офтальмологических заболеваний, остеохондральных дефектов, как фидер при культивировании клеток.In the invention of the USA patent 2011/0256186 Al, 2011 [Perez J.F., Basterrecchea M.D.O., Feo M.B.C., Martinez A.I., Varona A.I.A., Casado T.P. Biomaterial based on Wharton's Jelly from the human umbilical cord] describes a method for producing a biopolymer from the human umbilical cord, consisting exclusively of glycosaminoglycans (non-sulfated hyaluronic acid, sulfated dermatan sulfate and heparan sulfate. The essence of the invention consists in the manufacture of a hyaluronic hydrogel with greater than natural rigidity chemical cross-linking (stitching) using dimethylaminopropyl carbodiimide (1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl carbodiimide) structural glycosaminoglycan molecules, for its subsequent use either alone or in combination with cells for soft tissue reconstruction, treatment of scars, burns, ulcers, degeneration of intervertebral discs, osteoarthritis, etc. The material in solid (dried in vacuum) form, the authors of the invention propose to use in the treatment of burns, ulcers, skin defects, ophthalmic diseases, osteochondral defects, as a feeder for cell cultivation.

Существуют патентные документы, в которых используется пуповина для получения мезенхимальных стволовых клеток, с этой целью проводят процессы отделения Вартонова студня, из которого получают таким образом указанные клетки. Например, документ РСТ 98/17791 описывает выделение пре-хондроцитов из пуповины, которые впоследствии используются терапевтически для производства хряща. В документе WO 2004/ 072273 А1 клетки-предшественники извлекаются из Вартонова студня, окружающего сосуды пуповины, и используются для восстановления тканей человека.There are patent documents in which the umbilical cord is used to obtain mesenchymal stem cells, for this purpose, the processes of separation of Wharton's jelly, from which these cells are obtained, are carried out. For example, PCT document 98/17791 describes the isolation of pre-chondrocytes from the umbilical cord, which are subsequently used therapeutically for the production of cartilage. In document WO 2004/072273 A1, progenitor cells are extracted from Wharton's jelly surrounding the umbilical cord vessels and are used to repair human tissue.

Однако нет документа, в котором упоминается биоматериал, представляющий собою природную смесь линейных полимеров, лишенный клеточного материала и ДНК, сохраняющий в своем составе большую часть важных молекул для последующего заселения его пациент-специфическими клетками, который может образовывать гидрогель с необходимыми вязкостными свойствами для использования его с целью восстановления поврежденных/утраченных тканей человека. Основываясь на вышеизложенном, наиболее перспективным направлением в создании бесклеточных тканеинженерных конструкций можно считать использование биоматериала пуповины, форма таких конструкций может быть трехмерной, либо инъекционной.However, there is no document that mentions a biomaterial, which is a natural mixture of linear polymers, devoid of cellular material and DNA, retaining in its composition most of the important molecules for subsequent colonization by patient-specific cells, which can form a hydrogel with the necessary viscosity properties for its use. in order to restore damaged / lost human tissue. Based on the above, the most promising direction in the creation of acellular tissue-engineered constructions can be considered the use of the umbilical cord biomaterial, the shape of such constructions can be three-dimensional or injection.

Основываясь на проведенном и изложенном анализе исследованного уровня техники по научно-технической литературе и патентным базам данных, на дату представления заявочных материалов заявителем не выявлены технические решения по созданию бесклеточного полнокомпонентного тканеинженерного конструкта и гидрогеля из него, с использованием в качестве биоматериала твердой слизистой соединительной ткани пуповины человека (Вартонов студень). Наиболее близким к заявленному техническому решению, выбранным заявителем в качестве прототипа, по совпадающей совокупности признаков и назначению является патент USA 2011/0256186 А1, 2011: Perez J.F., Basterrecchea M.D.O., Feo M.B.C., Martinez A.I., Varona A.I.A., Casado T.P. Biomaterial based on Wharton's Jelly from the human umbilical cord. Биоматериал, разработанный в этом изобретении, состоит из гликозаминогликанов пуповины человека, имеет трехмерную структуру, которая позволяет использовать его в качестве базового матрикса для тканевой инженерии. При применении его самостоятельно или вместе с клетками он вмешивается в регенеративный процесс, оказывая заметное влияние на клетки самой ткани и обеспечивая благоприятную среду для активации клеточных процессовBased on the performed and stated analysis of the studied state of the art in scientific and technical literature and patent databases, as of the date of submission of the application materials, the applicant did not identify technical solutions for creating a cell-free full-component tissue-engineered construct and a hydrogel from it, using the solid mucous membrane of the umbilical cord as a biomaterial human (Varton's jelly). The closest to the claimed technical solution, selected by the applicant as a prototype, in terms of the coinciding set of features and purpose, is the USA patent 2011/0256186 A1, 2011: Perez J.F., Basterrecchea M.D.O., Feo M.B.C., Martinez A.I., Varona A.I.A., Casado T.P. Biomaterial based on Wharton's Jelly from the human umbilical cord. The biomaterial developed in this invention consists of human umbilical cord glycosaminoglycans, has a three-dimensional structure, which allows it to be used as a base matrix for tissue engineering. When applied alone or together with cells, it interferes with the regenerative process, exerting a noticeable effect on the cells of the tissue itself and providing a favorable environment for the activation of cellular processes

При этом следует обратить внимание на то, что примененный в прототипе способ изготовления продукта имеет следующие недостатки.It should be noted that the product manufacturing method used in the prototype has the following disadvantages.

Во-первых, в указанном патенте основой гидрогеля является некоторая часть природных структурных белков ценного биологического материала пуповины человека, а именно гликозаминогликаны. Все колагеновые структуры, в том числе важные для последующего ремоделирования коллагены базальной мембраны пуповины человека, удалены путем центрифугирования. Однако известно, что способностью к самосборке и формированию трехмерной структуры обладают как раз комбинации гликозаминогликанов и коллагенов. Поэтому в исследовании заявителя сделана успешная попытка сохранить в бесклеточном продукте все структурные и функциональные компоненты биоматериала с высоким регенеративным потенциалом.First, in this patent, the hydrogel is based on a certain part of the natural structural proteins of the valuable biological material of the human umbilical cord, namely glycosaminoglycans. All collagen structures, including collagens important for the subsequent remodeling of the basement membrane of the human umbilical cord, were removed by centrifugation. However, it is known that it is precisely combinations of glycosaminoglycans and collagens that are capable of self-assembly and the formation of a three-dimensional structure. Therefore, in the research of the applicant, a successful attempt was made to preserve all structural and functional components of a biomaterial with a high regenerative potential in a cell-free product.

Во-вторых, для удаления клеток и экстракции гликозаминогликанов в цитируемом патенте применяли пептидазу папаин, фермент, который имеет ненормируемую активность. В патенте не указано, была ли нейтрализована его активность по окончании переваривания, и не описаны способы его устранения из продукта. Заявители провели серию экспериментов по использованию папаина для аналогичных целей и установили, что при указанных в патенте условиях (60°С в экстракционном буферном растворе в течение 24 часов) папаин продолжает расщеплять матриксные белки в количествах, четырехкратно превышающих использованное в цитируемом патенте, на протяжении четырех последующих суток, и при температуре 37°С. Можно ожидать, что при использовании продукта, изготовленного с помощью папаина, после его введения в полости, его пептидазная активность может быть возобновлена. Поэтому для удаления клеток заявители использовали 0,2М NaOH, который по окончании процесса полностью нейтрализовали раствором 0,1N HCl. Образующаяся при этом соль NaCl диссоциирует в воде и легко может быть удалена центрифугированием и лиофилизацией. Кроме того, природные гликозаминогликаны существуют в биоматериале пуповины в виде натриевых солей. Таким образом, использованный заявителями реактив для децеллюляризации, будучи сам по себе нетоксичным для структурных белков, позволяет не только эффективно открепить клетки, но и легко устраняется из матрикса.Secondly, the cited patent used papain peptidase, an enzyme that has abnormal activity, to remove cells and extract glycosaminoglycans. The patent does not indicate whether its activity was neutralized at the end of digestion, and does not describe how to eliminate it from the product. The applicants conducted a series of experiments on the use of papain for similar purposes and found that under the conditions specified in the patent (60 ° C in an extraction buffer solution for 24 hours), papain continues to degrade matrix proteins in quantities four times higher than that used in the cited patent for four the next day, and at a temperature of 37 ° C. It can be expected that when a product made with papain is used, after its introduction into the cavities, its peptidase activity can be resumed. Therefore, to remove cells, applicants used 0.2 M NaOH, which at the end of the process was completely neutralized with a 0.1 N HCl solution. The resulting NaCl salt dissociates in water and can be easily removed by centrifugation and lyophilization. In addition, natural glycosaminoglycans exist in the umbilical cord biomaterial in the form of sodium salts. Thus, the decellularization reagent used by the applicants, being in itself non-toxic to structural proteins, allows not only to effectively detach cells, but also to be easily eliminated from the matrix.

В-третьих, особенностью полученного в патенте гидрогеля из гликозаминогликанов является его малая конформационная жесткость. Для получения более жесткого гидрогеля, сохраняющего заданную форму, авторы прототипа «сшивают» его с помощью 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl carbodiimide, после этой процедуры сшивающий агент должен быть отмыт из продукта. В патенте не указано, как контролируется качество отмывки продукта от агента.Thirdly, a feature of the hydrogel obtained in the patent from glycosaminoglycans is its low conformational rigidity. To obtain a more rigid hydrogel that retains a given shape, the authors of the prototype "crosslink" it using 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl carbodiimide, after this procedure the crosslinking agent must be washed out of the product. The patent does not indicate how the quality of washing is controlled product from the agent.

С точки зрения сохранения преимуществ биоматериала с высокими регенеративными свойствами, в том числе с пространственной сетью волокон гликозаминогликанов (а в исследовании заявителя также и коллагена), природно лишенных сшивок, заявители избегали всякого искусственного ужесточения матрикса применением сшивающих агентов. Структурные белки нативной пуповины отличаются природной особенностью, состоящей в отсутствии поперечных сшивок, благодаря чему раны плодов заживают нежным эластичным рубцеванием или полной регенерацией. Судя по публикациям, сделать тканеинженерный продукт более механически прочным можно достаточно успешно с помощью дополнительного компонента (фиброин шелка, полилактид, хитозан). При этом основной компонент такой комбинации будет обладать в полной мере сохраненными достоинствами внеэмбрионального источника. Поэтому заявители поставили перед собой задачу изготовить полнокомпонентный матрикс из пуповины, содержащий все структурные, а также неструктурные функционально значимые молекулы внеклеточного матрикса, с помощью наиболее физиологичных методов.From the point of view of maintaining the advantages of a biomaterial with high regenerative properties, including a spatial network of glycosaminoglycan fibers (and in the applicant's study also collagen), naturally free of crosslinks, the applicants avoided any artificial tightening of the matrix using crosslinking agents. Structural proteins of the native umbilical cord are distinguished by a natural feature consisting in the absence of cross-linking, due to which the wounds of the fetus heal with gentle elastic scarring or complete regeneration. Judging by the publications, it is possible to make a tissue-engineered product more mechanically strong using an additional component (silk fibroin, polylactide, chitosan). In this case, the main component of such a combination will have the fully preserved advantages of an extraembryonic source. Therefore, the applicants set themselves the task of preparing a full-component matrix from the umbilical cord, containing all structural as well as non-structural functionally significant molecules of the extracellular matrix, using the most physiological methods.

Основываясь на изложенном, по мнению заявителя, наиболее перспективным направлением можно считать создание полнокомпонентных несшитых искусственно гидрогелей из бесклеточного матрикса пуповины человека с целью их инъекционного введения в полости дефектов.Based on the foregoing, according to the applicant, the most promising direction can be considered the creation of full-component uncrosslinked artificially hydrogels from the cell-free matrix of the human umbilical cord for the purpose of their injection into the cavities of defects.

Целью заявленного технического решения является создание более эффективного способа лечения травматических повреждений суставного хряща путем внутрисуставного введения полнокомпонентного гидрогеля из бесклеточного матрикса пуповины человека за счет создания полнокомпонентного матрикса и гидрогеля из соединительной ткани пуповины человека с использованием наиболее физиологичных методов децеллюляризации матрикса и солюбилизации его в инъекционный гидрогель, обладающей регенераторными свойствами обеспечивать заживление повреждений хрящевых и мягких тканей.The aim of the claimed technical solution is to create a more effective method of treating traumatic injuries of the articular cartilage by intra-articular injection of a full-component hydrogel from the cell-free matrix of the human umbilical cord by creating a full-component matrix and a hydrogel from the connective tissue of the human umbilical cord using the most physiological methods of matrix decellularization and its solubilization into injection with regenerative properties to ensure the healing of damage to cartilaginous and soft tissues.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе изготовления бесклеточного гидрогеля из Вартонова студня пуповины человека для внутрисуставного применения с целью восстановления повреждений суставного хряща, включающем получение нативной пуповины, стерилизацию 10% раствором перекиси водорода, ее препарирование, фрагментирование и гомогенизацию, децеллюляризацию, отмывку от реагента и открепившихся клеток, нейтрализацию раствором гидроокиси натрия и повторное центрифугирование, лиофилизацию, для удаления клеток из матрикса в процессе децеллюляризации используют гидроокись натрия в концентрации 0,2М, которую по окончании процесса нейтрализуют раствором соляной кислоты 0,01Н, а процедуру солюбилизации полученного лиофилизированного матрикса производят путем воздействия на полученный матрикс пепсина в растворе 0,01Н соляной кислоты в концентрации 2 мг/мл в течение 24 часов, после которой титрованием 0,01Н гидроокиси натрия нейтрализуют среду до физиологических значений рН.The solution to this problem is provided by the fact that in the method of manufacturing a cell-free hydrogel from Wharton's jelly of the human umbilical cord for intra-articular use in order to restore damage to the articular cartilage, including obtaining a native umbilical cord, sterilization with 10% hydrogen peroxide solution, its preparation, fragmentation and homogenization, decellularization, washing from reagent and detached cells, neutralization with sodium hydroxide solution and repeated centrifugation, lyophilization, sodium hydroxide at a concentration of 0.2 M is used to remove cells from the matrix during decellularization, which is neutralized at the end of the process with a solution of hydrochloric acid 0.01 N, and the procedure for solubilization of the resulting lyophilized matrix produced by exposing the resulting matrix of pepsin in a solution of 0.01 N hydrochloric acid at a concentration of 2 mg / ml for 24 hours, after which the medium is neutralized to physiological pH values by titration with 0.01 N sodium hydroxide.

Цель достигается посредством использования заявленного способа изготовления бесклеточного матрикса и гидрогеля из Вартонова студня пуповины человека с помощью растворов 0,2М гидроокиси натрия и раствора пепсина 1 мг/мл в 0,01Н соляной кислоты.The goal is achieved by using the claimed method of manufacturing a cell-free matrix and hydrogel from Wharton's jelly of human umbilical cord using 0.2M sodium hydroxide solutions and 1 mg / ml pepsin solution in 0.01N hydrochloric acid.

Заявленный способ стимулирования регенерации гиалинового хряща реализуется путем трехкратного введения изготовленного из пуповины человека бесклеточного гидрогеля в коленный сустав кролика с предварительно смоделированным дефектом диаметром и глубиной 3 мм.The claimed method for stimulating the regeneration of hyaline cartilage is realized by three times injecting a cell-free hydrogel made from the human umbilical cord into the knee joint of a rabbit with a preliminary simulated defect with a diameter and depth of 3 mm.

Особенностью изготовленного и использованного заявителем гидрогеля является его основа - полнокомпонентный состав матрикса, включающий гиалуроновую кислоту, сульфатированные протеогликаны, различные виды коллагенов, в то время как компоненты по отдельности исследуются в качестве потенциальных терапевтических агентов для регенеративной медицины. Дополнительным обоснованием биосовместимости гидрогеля и матрикса пуповины с гиалиновым хрящом являются литературные данные о сохранении в них факторов роста, стимулирующих хондроциты к выработке коллагена II и аггрекана.A feature of the hydrogel made and used by the applicant is its basis - a full-component matrix composition, including hyaluronic acid, sulfated proteoglycans, various types of collagens, while the components are separately investigated as potential therapeutic agents for regenerative medicine. An additional justification for the biocompatibility of the hydrogel and the matrix of the umbilical cord with hyaline cartilage is the literature data on the preservation of growth factors in them that stimulate chondrocytes to produce collagen II and aggrecan.

Особенностью заявляемого изобретения также является применение для удаления клеток из матрикса реактива, который по окончании децеллюляризации полностью элиминируется из продукта. Гидроокись натрия в минимальной концентрации (0,2М) нейтрализуется раствором соляной кислоты (0,01Н) с образованием хлорида натрия, который удаляется с водой в процессе центрифугирования.A feature of the claimed invention is also the use of a reagent to remove cells from the matrix, which, upon completion of decellularization, is completely eliminated from the product. Sodium hydroxide in a minimum concentration (0.2M) is neutralized with a solution of hydrochloric acid (0.01N) with the formation of sodium chloride, which is removed with water during centrifugation.

Вместо получения трехмерного матрикса пуповины, как регенеративного материала, мы решили изготовить его жидкую форму для инъекционного внутрисуставного введения с предположением, что гидрогель имеет сходные с матриксом не только композиционные, но и биомиметические свойства. Наш подход отличается использованием суспензионных макромолекул матриксов вместо их трехмерных конструкций. Гидрогели представляют собой инновационный способ работы с матриксом. Обработанные ферментативно матриксы содержат нановезикулы, обладающие индуктивными свойствами, включая рост и пролиферацию, выживаемость, миграцию и дифференцировку рекрутированных клеток реципиента [Huleihel L., Hussey G.S., Naranjo J.D., Zhang L., Dziki J.L., Turner N.J., Stolz D.B., Badylak S.F. Matrix-bound nanovesicles within ECM bioscaffolds. Sci. Adv. 2016; 2: e1600502, 11p. http://advances.sciencemag.org]. Полученная жидкая инъецируемая суспензия способна заполнять полости дефектов, впоследствии заселяться клетками [Eweida, A.M. Naturally Occurring Extracellular Matrix Scaffolds for Dermal Regeneration: Do They Really Need Cells? / A.M. Eweida, M.K. Marei // Biomed. Res. Int. 2015; 9. https://doi.org/10.1155/2015/839694].Instead of obtaining a three-dimensional matrix of the umbilical cord as a regenerative material, we decided to make its liquid form for intra-articular injection with the assumption that the hydrogel has not only compositional but also biomimetic properties similar to the matrix. Our approach is distinguished by the use of suspension macromolecules of matrices instead of their three-dimensional structures. Hydrogels are an innovative way to work with matrix. Enzymically treated scaffolds contain nanovesicles with inductive properties, including growth and proliferation, survival, migration and differentiation of recruited recipient cells [Huleihel L., Hussey G.S., Naranjo J.D., Zhang L., Dziki J.L., Turner N.J., Stolz D.B., Badylz Matrix-bound nanovesicles within ECM bioscaffolds. Sci. Adv. 2016; 2: e1600502, 11p. http://advances.sciencemag.org]. The resulting liquid injectable suspension is able to fill the cavities of defects, subsequently colonized by cells [Eweida, A.M. Naturally Occurring Extracellular Matrix Scaffolds for Dermal Regeneration: Do They Really Need Cells? / A.M. Eweida, M.K. Marei // Biomed. Res. Int. 2015; 9. https://doi.org/10.1155/2015/839694].

Эксперименты проведены на 15 половозрелых кроликах шиншилла весом 2,0-2,5 кг. Уход, содержание и работу с животными проводили в соответствии с требованиями закона «О ветеринарии» (№243-ФЗ с изменениями от 13 июля 2015 г.) и локального этического комитета при Военно-медицинской академии (№229 от 02.12.2019 г., г. Санкт-Петербург). Животных содержали в отдельных клетках, им обеспечили стандартный суточный режим в соответствии с зоогигиеническими и ветеринарно-санитарными требованиями.The experiments were carried out on 15 sexually mature chinchilla rabbits weighing 2.0-2.5 kg. Care, maintenance and work with animals was carried out in accordance with the requirements of the law "On Veterinary Medicine" (No. 243-FZ as amended on July 13, 2015) and the local ethics committee at the Military Medical Academy (No. 229 dated December 02, 2019, Saint Petersburg). The animals were kept in separate cages, they were provided with a standard daily regimen in accordance with zoohygienic and veterinary and sanitary requirements.

Заявленный способ проиллюстрирован фиг. 1-14, на которых показаныThe claimed method is illustrated in FIG. 1-14, which show

- этапы изготовления бесклеточного матрикса (фиг. 1. а - пуповина нативная; б - удаление артерий и вены пуповины и выделение Вартонова студня; в - фрагментирование, г - гомогенизированная пуповина);- the stages of making a cell-free matrix (Fig. 1. a - native umbilical cord; b - removal of arteries and veins of the umbilical cord and isolation of Wharton's jelly; c - fragmentation, d - homogenized umbilical cord);

- результаты детекции ДНК методом гель-электрофореза (фиг. 2. ДНК в нативной пуповине (Е1,Н1), бесклеточном матриксе (F1) и гидрогеле (G1,B2));- the results of DNA detection by gel electrophoresis (Fig. 2. DNA in the native umbilical cord (E1, H1), cell-free matrix (F1) and hydrogel (G1, B2));

- гистологические подтверждения эффективности децеллюляризации пуповины (фиг. 3. Нативная пуповина, а - окраска гематоксилин-эозином, много ядер; б - окраска DAPI, много ядер; в - гидрогель, окраска гематоксилин-эозином, ядер нет; г - матрикс, окраска DAPI, ядер нет);- histological confirmation of the effectiveness of umbilical cord decellularization (Fig. 3. Native umbilical cord, a - hematoxylin-eosin staining, many nuclei; b - DAPI staining, many nuclei; c - hydrogel, hematoxylin-eosin staining, no nuclei; d - matrix, DAPI staining , there are no cores);

- сохранность основных компонентов в матриксе и гидрогеле (фиг. 4. а -окраска альциановым синим, наличие гликозаминогликанов; б - окраска по Ван-Гизону, наличие коллагенов; в) окраска орсеином, выявляет эластиновые волокна);- preservation of the main components in the matrix and hydrogel (Fig. 4. a - staining with alcian blue, the presence of glycosaminoglycans; b - van Gieson staining, the presence of collagens; c) orsein staining, reveals elastin fibers);

- вид лиофилизированного бесклеточного матрикса пуповины (фиг. 5. Бесклеточный лиофилизированный трехмерный матрикс диаметром 50 мм, высотой 15 мм и массой 2,9942 г.);- a view of a lyophilized cell-free matrix of the umbilical cord (Fig. 5. A cell-free lyophilized three-dimensional matrix with a diameter of 50 mm, a height of 15 mm and a weight of 2.9942 g);

- сканирующая электронная микроскопия. Показана пористая фибриллярная структура (фиг. 6а) и зернистая структура бесклеточного матрикса пуповины (фиг. 6б);- scanning electron microscopy. Shown is a porous fibrillar structure (Fig. 6a) and a granular structure of the acellular matrix of the umbilical cord (Fig. 6b);

- инъекционный гидрогель из пуповины человека (фиг. 7);- injection hydrogel from the umbilical cord of a person (Fig. 7);

- солюбилизация с помощью пепсина в растворе соляной кислоты позволяет получить инъекционную форму матрикса в виде гидрогеля (рисунок 7);- solubilization with pepsin in hydrochloric acid solution allows to obtain the injectable form of the matrix in the form of a hydrogel (Figure 7);

- гидрогель при физиологических условиях приобретает форму гидрогеля как in vitro (фиг. 8), так и in vivo (фиг. 9. После введения окрашенного метиленовой синью инъекционного гидрогеля в коленный сустав кролика с предварительно сформированным дефектом, гидрогель превращается в гидрогель, кумулирующийся в области повреждения);- under physiological conditions, the hydrogel takes the form of a hydrogel both in vitro (Fig. 8) and in vivo (Fig. 9. After the introduction of an injection hydrogel stained with methylene blue into the knee joint of a rabbit with a preformed defect, the hydrogel turns into a hydrogel accumulating in the area damage);

- на фиг. 10 показан дефект (глубиной и диаметром 3 мм) хрящевой ткани медиального мыщелка бедренной кости кролика;- in Fig. 10 shows a defect (depth and diameter 3 mm) of the cartilage tissue of the medial condyle of the rabbit femur;

- на фиг. 11 - вид животного, которому после операции моделирования внутрисуставного повреждения надевали специальный воротник для предупреждения разгрызания повязки;- in Fig. 11 - a view of an animal, which after the operation of modeling the intra-articular damage was put on a special collar to prevent the bandage from chewing;

- зона дефекта у кроликов, леченных введением гидрогеля из пуповины человека, измеренная с помощью магнитно-резонансной томографии (фиг. 12), уменьшается к 60-м суткам;- the defect zone in rabbits treated with the introduction of a hydrogel from the human umbilical cord, measured by magnetic resonance imaging (Fig. 12), decreases by the 60th day;

- на 90-е сутки после моделирования травматического повреждения у кроликов, леченных с помощью инъекционного гидрогеля, область дефекта практически неотличима от неповрежденного суставного хряща (фиг. 13);- on the 90th day after modeling the traumatic injury in rabbits treated with an injection hydrogel, the area of the defect is practically indistinguishable from the intact articular cartilage (Fig. 13);

- фиг. 14 демонстрирует гистологические особенности регенерировавшего гиалинового хряща в зоне дефекта под влиянием введения бесклеточного гидрогеля пуповины человека.- fig. 14 demonstrates the histological features of the regenerated hyaline cartilage in the defect area under the influence of the introduction of a cell-free hydrogel of the human umbilical cord.

Заявленный способ выполнен по известной последовательности этапов и детально описан в следующих примерах.The claimed method is performed according to a known sequence of steps and is described in detail in the following examples.

Пример 1. Способ изготовления бесклеточного матрикса пуповины человекаExample 1. A method of manufacturing a cell-free matrix of the human umbilical cord

Из пуповины, полученной после родов с информированного согласия женщин после кратковременной стерилизации раствором 10% перекиси водорода удалены артерии и вены как структуры, содержащие обилие потенциально иммунногенных зрелых дифференцированных клеток. Биоматериал в виде твердой соединительной слизистой ткани (Вартонов студень) на мембране пуповины подвергается отмывке от крови фосфатным буферным раствором (рН=7,25) и гомогенизации (gentle MACS™ Dissociator Milteniy Biotech, Germany) (фиг. 1).From the umbilical cord obtained after childbirth with the informed consent of women after short-term sterilization with a solution of 10% hydrogen peroxide, arteries and veins were removed as structures containing an abundance of potentially immunogenic mature differentiated cells. Biomaterial in the form of hard connective mucous tissue (Warton's jelly) on the umbilical cord membrane is subjected to washing from blood with phosphate buffered saline (pH = 7.25) and homogenization (gentle MACS ™ Dissociator Milteniy Biotech, Germany) (Fig. 1).

Затем биоматериал был подвергнут децеллюляризации. Процедура децеллюляризации (удаления клеток) осуществляется с помощью 0,2М раствора NaOH в течение 3 часов в колбе на платформе шейкера (Biosan, Latvia) со скоростью 140 оборотов в минуту при комнатной температуре. Удаление децеллюляризирующего раствора и открепившихся клеток осуществляли процеживанием через воронку Шотта и трехкратными процедурами отмывания фосфатным буфером и центрифугированием (Beckman Avanti, USA) 3000 об./мин в течение 5 мин. каждая. Эффективность децеллюляризации проверяли окрашиванием с помощью световой микроскопии окрашиванием материала гематоксилин-эозином и DAPI (DAPI, 1:1000 Invitrogen Paisley, UK), а также количественным определение ДНК с использованием наборов реактивов InstaGene matrix (BioRad, USA) в соответствии с инструкциями производителя и на спектрофотометре Implen NanoPhotometer NP80 Touch (GmbH, Germany). Гель-электрофорез подтвердил отсутствие ДНК в децеллюляризированном матриксе (трек F1) и гидрогеле (треки G1, В2). (фиг. 2) и присутствие ДНК в нативной пуповине (треки Е1, H1).Then the biomaterial was decellularized. The decellularization (cell removal) procedure is carried out using 0.2M NaOH solution for 3 hours in a flask on a shaker platform (Biosan, Latvia) at a speed of 140 rpm at room temperature. Removal of decellularizing solution and detached cells was carried out by filtering through a Schott funnel and three times washing with phosphate buffer and centrifugation (Beckman Avanti, USA) 3000 rpm for 5 min. each one. The efficiency of decellularization was checked by staining using light microscopy, staining the material with hematoxylin-eosin and DAPI (DAPI, 1: 1000 Invitrogen Paisley, UK), as well as quantitative determination of DNA using InstaGene matrix reagent kits (BioRad, USA) according to the manufacturer's instructions and on spectrophotometer Implen NanoPhotometer NP80 Touch (GmbH, Germany). Gel electrophoresis confirmed the absence of DNA in the decellularized matrix (track F1) and hydrogel (tracks G1, B2). (Fig. 2) and the presence of DNA in the native umbilical cord (tracks E1, H1).

От эффективности децеллюляризации зависит неиммуногенность изготовленного из бесклеточного матрикса гидрогеля, вводимого в полость травмированного сустава; она определяется низким содержанием ДНК и клеточного материала в продукте. Критериями качественной децеллюляризации считают содержание ДНК менее 50 нг на мг сухого веса ВКМ и фрагментов ДНК размером менее 200 пар нуклеотидов, а так же отсутствие ядерного материала при гистологическом исследовании с использованием флюоресцентных красителей. Примененный нами метод удаления клеток позволил получить продукт, соответствующий вышеуказанным стандартам [Badylak S.F. Decellularized allogeneic and xenogeneic tissue as a bioscaffold for regenerative medicine: factors that influence the host response. Ann. Biomed. Eng. 2014; 42:1517-1524. https://doi.org/10.1007/s10439-013-0963-7]. Среднее содержание ДНК в гомогенизированном биоматериале нативной пуповины составило 468,75 (453,65-475,15) нг/мкл, после децеллюляризации - 29,2 (27,8-30,7) нг/мкл, снижение статистически значимо, р<0,001.The efficiency of decellularization determines the non-immunogenicity of a hydrogel made from a cell-free matrix, injected into the cavity of the injured joint; it is determined by the low content of DNA and cellular material in the product. The criteria for quality decellularization are considered to be DNA content less than 50 ng per mg of dry weight of ECM and DNA fragments less than 200 nucleotide pairs in size, as well as the absence of nuclear material during histological examination using fluorescent dyes. The method of cell removal we used made it possible to obtain a product that meets the above standards [Badylak S.F. Decellularized allogeneic and xenogeneic tissue as a bioscaffold for regenerative medicine: factors that influence the host response. Ann. Biomed. Eng. 2014; 42: 1517-1524. https://doi.org/10.1007/s10439-013-0963-7]. The average DNA content in the homogenized biomaterial of the native umbilical cord was 468.75 (453.65-475.15) ng / μL, after decellularization - 29.2 (27.8-30.7) ng / μL, the decrease is statistically significant, p < 0.001.

По окончании децеллюляризации проводили отмывание бесклеточного матрикса от открепившихся клеток центрифугированием 3000 об./мин. и от раствора гидроокиси натрия титрованием 0.01Н раствором HCl, после чего его повторно центрифугировали и лиофилизировали в течение 24 часов.Upon completion of decellularization, the acellular matrix was washed from detached cells by centrifugation at 3000 rpm. and from a sodium hydroxide solution by titration with 0.01N HCl solution, after which it was re-centrifuged and lyophilized for 24 hours.

На фиг. 3 представлены гистологические препараты до (а, б) и после децеллюляризации (в, г).FIG. 3 shows histological preparations before (a, b) and after decellularization (c, d).

В матриксе сохранены основные компоненты соединительной ткани пуповины, обнаруженные при помощи гистологических красителей (рис. 4). Окрашивание образцов альциановым синим (рис. 4, а) демонстрирует наличие гликозаминогликанов, окрашивание по Ван Гизону (рис. 4, б) - наличие структурных коллагенов, окраска орсеином (рис. 4, в) - эластиновых волокон. Таким образом, процедура децеллюляризации успешно удаляла клетки, ядра, дебрис. Процедура занимала по времени около 5 часов (от начала препарирования пуповины до полной нейтрализации рН до 7,5).The matrix retains the main components of the umbilical cord connective tissue, detected using histological dyes (Fig. 4). Staining of samples with alcian blue (Fig. 4, a) demonstrates the presence of glycosaminoglycans, staining according to Van Gieson (Fig. 4, b) - the presence of structural collagens, orsein staining (Fig. 4, c) - elastin fibers. Thus, the decellularization procedure successfully removed cells, nuclei, debris. The procedure took about 5 hours (from the beginning of the preparation of the umbilical cord to complete neutralization of the pH to 7.5).

Помимо эффективности децеллюляризации, указанный метод можем считать достаточно физиологическим, поскольку удается с помощью несложных приемов удалить из продукта реагент путем титрования 0,01Н раствором соляной кислоты, в ходе которого образуются безвредные продукты (хлорид натрия и вода) в малых количествах, удаляемые последующим центрифугированием:In addition to the effectiveness of decellularization, this method can be considered quite physiological, since it is possible to remove the reagent from the product using simple techniques by titration with 0.01 N hydrochloric acid solution, during which harmless products (sodium chloride and water) are formed in small quantities, which are removed by subsequent centrifugation:

NaOH+HCl=NaCl+H2O.NaOH + HCl = NaCl + H 2 O.

Полученный биоматериал подвергали лиофильной сушке в течение 24 часов (Zirbus VaCo5II, Germany) до полного высыхания (фиг. 5).The resulting biomaterial was freeze-dried for 24 hours (Zirbus VaCo5II, Germany) until completely dry (Fig. 5).

На серии снимков, сделанных с помощью электронного микроскопа JEOL JSM-639 OLA scanning electron microscope (Japan) и программного обеспечения ImageJ (Rasband, W.S., U.S. National Institutes of Health; Bethesda, MD) видно, что лиофилизированный бесклеточный матрикс из пуповины человека частично сохранил сетчатую коллагеновую структуру (фиг. 6а). Большое увеличение позволяет рассмотреть не только фибриллярные, но и глобулярные зернистые полимеры на стенках пор, размерами соответствующие нановезикулам (фиг. 6б).A series of images taken with a JEOL JSM-639 OLA scanning electron microscope (Japan) and ImageJ software (Rasband, WS, US National Institutes of Health; Bethesda, MD) shows that the lyophilized cell-free matrix from the human umbilical cord partially retained reticular collagen structure (Fig. 6a). A large magnification makes it possible to consider not only fibrillar, but also globular granular polymers on the pore walls with sizes corresponding to nanovesicles (Fig. 6b).

Размеры пор полученного продукта находятся в диапазонах, позволяющих мигрировать в них клеткам, происходить процессам перемещения жидкостей, питательных субстратов и метаболитов для обеспечения жизнедеятельности клеток. Из научных публикаций известно, что в структуру матрикса включены важные адгезивные молекулы и факторы роста, а также нановезикулы, направляющие взаимодействие и поведение клеток, заселяющих матрикс. Поэтому бесклеточный матрикс из высокорегенеративных тканей является самостоятельным продуктом для возможного применения его в лечении глубоких повреждений кожи, мягких тканей.The pore sizes of the resulting product are in the ranges that allow cells to migrate in them, to occur the processes of movement of fluids, nutrient substrates and metabolites to ensure the vital activity of cells. It is known from scientific publications that the structure of the matrix includes important adhesive molecules and growth factors, as well as nanovesicles that direct the interaction and behavior of cells that populate the matrix. Therefore, a cell-free matrix of highly regenerative tissues is an independent product for its possible use in the treatment of deep damage to the skin and soft tissues.

Пример 2. Способ получения инъекционного гидрогеля из бесклеточного матрикса пуповины человека и исследование его способности к образованию трехмерного гидрогеля in vitro и in vivo.Example 2. A method of producing an injectable hydrogel from a cell-free matrix of the human umbilical cord and studying its ability to form a three-dimensional hydrogel in vitro and in vivo.

С помощью модифицированных нами процедур солюбилизации (Freytes D.O, Martin J., Velankar S.S., Lee A.S., Badylak S.F. Preparation and rheological characterization of a gel form of the porcine urinary bladder matrix. Biomaterials, 2008. - 29: 1630-1637. doi:10.1016/j.biomaterials.2007.12.014), состоящей в воздействии пепсина в растворе 0,01Н соляной кислоты в концентрации 2 мг/мл, матрикс был преобразован в гидрогель с вязкостью, позволяющей проходить через иглу шприца 27 G (фиг. 7). После стерилизации инъекционного продукта раствором стептомицина-пенициллина (Биолот) он был немедленно заморожен до момента его использования в эксперименте.Using our modified solubilization procedures (Freytes DO, Martin J., Velankar SS, Lee AS, Badylak SF Preparation and rheological characterization of a gel form of the porcine urinary bladder matrix. Biomaterials, 2008. - 29: 1630-1637. Doi: 10.1016 / j.biomaterials.2007.12.014), consisting in the action of pepsin in a solution of 0.01N hydrochloric acid at a concentration of 2 mg / ml, the matrix was transformed into a hydrogel with a viscosity that allows passage through the syringe needle 27 G (Fig. 7). After sterilization of the injection product with a solution of steptomycin-penicillin (Biolot), it was immediately frozen until it was used in the experiment.

Инъекционный гидрогель при создании физиологических условий (рН=7,35-7,45 и t=37°C) полимеризуется in vitro в трехмерную структуру гидрогеля (Фиг. 8).Injectable hydrogel under physiological conditions (pH = 7.35-7.45 and t = 37 ° C) polymerizes in vitro into a three-dimensional structure of the hydrogel (Fig. 8).

Процедура полимеризации текучего (жидкого) гидрогеля в трехмерный гидрогель возможна за счет высокого содержания высокомолекулярной гиалуроновой кислоты в его составе. Полученный инъекционный материал с регулируемой вязкостью полимеризуется также in vivo, заполняя дефекты суставного хряща (фиг. 9).The procedure for polymerizing a fluid (liquid) hydrogel into a three-dimensional hydrogel is possible due to the high content of high molecular weight hyaluronic acid in its composition. The obtained injection material with adjustable viscosity also polymerizes in vivo, filling the defects of the articular cartilage (Fig. 9).

Пример 3. Моделирование повреждения гиалинового хряща коленного сустава кроликов.Example 3. Simulation of damage to the hyaline cartilage of the knee joint of rabbits.

В условиях стерильной операционной всем животным под комбинированной анестезией (раствор пропофола 1% - 2 мл, диэтиловый эфир - 15 мл) через медиальный парапателлярный доступ сверлом был сформирован костно-хрящевой дефект нагружаемой зоны медиального мыщелка правой бедренной кости диаметром и глубиной 3 мм (фиг. 10).In a sterile operating room, all animals under combined anesthesia (propofol solution 1% - 2 ml, diethyl ether - 15 ml) through the medial parapatellar approach with a drill formed an osteochondral defect in the loaded zone of the medial condyle of the right femur with a diameter and depth of 3 mm (Fig. 10).

Операция заканчивалась послойным ушиванием раны, наложением асептической повязки. В послеоперационном периоде для профилактики гнойно-воспалительных осложнений животным внутримышечно вводили цефтриаксон 10 мг/кг 1 раз в день первые 3 дня. Оперированную конечность не иммобилизировали. Всем кроликам в течение 5 дней после операции надевали пластиковый прозрачный воротник для защиты от разгрызания повязки и шовного материала, который не препятствовал питанию животных (фиг. 11).The operation ended with layer-by-layer wound closure and aseptic dressing. In the postoperative period, for the prevention of pyoinflammatory complications, the animals were injected intramuscularly with ceftriaxone 10 mg / kg once a day for the first 3 days. The operated limb was not immobilized. All rabbits wore a transparent plastic collar for 5 days after surgery to protect the dressing and suture from being chewed, which did not interfere with the feeding of the animals (Fig. 11).

Во время наблюдения за животными в течение 10 дней после моделирования травматического повреждения суставного хряща (фиг. 8) и в постинъекционных периодах не выявлено признаков раневой инфекции, синовита оперированных коленных суставов в обеих группах, ректальная температура тела не превышала 38°С.During the observation of the animals for 10 days after modeling the traumatic injury of the articular cartilage (Fig. 8) and in the post-injection periods, no signs of wound infection were detected, synovitis of the operated knee joints in both groups, the rectal body temperature did not exceed 38 ° C.

Пример 4. Изучение регенеративного влияния бесклеточного инъекционного гидрогеля на восстановление дефектов гиалинового суставного хряща в эксперименте.Example 4. Study of the regenerative effect of a cell-free injection hydrogel on the restoration of defects in hyaline articular cartilage in the experiment.

Животных с моделированным дефектом суставного хряща случайным образом разделили на 2 группы. Первой (контрольной) группе животных (8 особей) в полость оперированного сустава вводили 0,4 мл 0,9% раствора натрия хлорида трижды на 14, 21, 28-е сутки после моделирования дефекта. Животным второй опытной группы (7 особей) вводили 0,4 мл гидрогеля из биоматериала пуповины в аналогичные сроки.Animals with a simulated articular cartilage defect were randomly divided into 2 groups. The first (control) group of animals (8 individuals) in the cavity of the operated joint was injected with 0.4 ml of 0.9% sodium chloride solution three times on the 14th, 21st, 28th days after the simulation of the defect. The animals of the second experimental group (7 individuals) were injected with 0.4 ml of hydrogel from the umbilical cord biomaterial at the same time.

Через 60 суток после операции всем животным выполнена магнитно-резонансная томография (далее - МРТ) коленных суставов для измерения глубины и диаметра дефекта (фиг. 12а, б, в, г).60 days after the operation, all animals underwent magnetic resonance imaging (hereinafter - MRI) of the knee joints to measure the depth and diameter of the defect (Fig. 12a, b, c, d).

Выявлено статистически значимое увеличение диаметра повреждения, проиллюстрированное последовательно на фиг. 12 а, б, в, г, в контрольной группе (n=8), в которой для лечения использовали 0,9% раствор натрия хлорида. Через 60 суток средний диаметр дефекта составил 3,25 мм, р1=0,018. Уменьшение диаметра повреждения хряща в группе животных, которым для замещения хрящевого дефекта внутрисуставно вводили гидрогель пуповины, оказалось статистически значимым. Через 60 суток средний диаметр дефекта уменьшился до 2,69 мм; р1=0,028. Двусторонний анализ изменения диаметра и глубины дефекта суставного хряща под влиянием проводимого лечения показал статистически значимое различие характеристик контрольной и экспериментальной групп (р2=0,001, р2=0,004 соответственно).There was a statistically significant increase in the diameter of the lesion, illustrated sequentially in FIG. 12 a, b, c, d, in the control group (n = 8), in which 0.9% sodium chloride solution was used for treatment. After 60 days, the average diameter of the defect was 3.25 mm, p 1 = 0.018. A decrease in the diameter of cartilage damage in the group of animals, which were injected intra-articularly with umbilical cord hydrogel to replace the cartilage defect, was statistically significant. After 60 days, the average diameter of the defect decreased to 2.69 mm; p 1 = 0.028. Two-sided analysis of changes in the diameter and depth of the articular cartilage defect under the influence of the treatment showed a statistically significant difference in the characteristics of the control and experimental groups (p 2 = 0.001, p 2 = 0.004, respectively).

Животных вывели из эксперимента через 90 дней путем внутривенной инъекции пропофола (1% - 10 мл). Макроскопические препараты коленных суставов исследовались визуально на предмет наличия в тканях воспалительного процесса и дегенеративно-дистрофических изменений (соответственно фиг. 13а, б и 13 в, г).The animals were removed from the experiment after 90 days by intravenous injection of propofol (1% - 10 ml). Macroscopic preparations of the knee joints were examined visually for the presence in the tissues of the inflammatory process and degenerative-dystrophic changes (respectively, Fig. 13a, b and 13c, d).

Сравнение результатов микроскопического исследования через 90 дней после формирования дефекта показало, что преобладающая ткань в области дефекта у животных в экспериментальной группе статистически значимо чаще (р=0,014) характеризовалась наличием гиалинового суставного хряща (n=4) или не полностью дифференцированной мезенхимы (n=3), в то время, как в контрольной группе у трех животных в раневой области присутствовала фиброзная ткань или кость и у 5 - не полностью дифференцированная мезенхима. Показатели, характеризующие поверхность, целостность структуры, толщина хряща в зоне дефекта оказались выше в экспериментальной группе.Comparison of the results of microscopic examination 90 days after the formation of the defect showed that the predominant tissue in the area of the defect in animals in the experimental group was statistically significantly more often (p = 0.014) characterized by the presence of hyaline articular cartilage (n = 4) or incompletely differentiated mesenchyme (n = 3 ), while in the control group, in three animals, fibrous tissue or bone was present in the wound area, and in 5 animals, an incompletely differentiated mesenchyme. The indicators characterizing the surface, the integrity of the structure, the thickness of the cartilage in the defect zone were higher in the experimental group.

Анализ уровня дефицитности клеток в области дефекта показал, что в экспериментальной группе нормальная клеточность была определена у 2 животных, еще у 4 выявлена небольшая недостаточность, чаще встречались хондроны. В то же время у животных контрольной группы чаще выявлялась (n=5) умеренная гипоклеточность. При сравнении показателей клеточности двух групп выявлена тенденция к различию (р=0,054).Analysis of the level of cell deficiency in the area of the defect showed that in the experimental group, normal cellularity was determined in 2 animals, in 4 more animals there was a slight deficiency, chondrons were more common. At the same time, the animals of the control group were more likely to have moderate hypocellularity (n = 5). Comparison of the cellularity indices of the two groups revealed a tendency to difference (p = 0.054).

О степени функциональной активности клеток хрящевой ткани можно судить по содержанию в тканях гликозаминогликанов. Качественной реакцией является интенсивность окрашивания альциановым синим. Выявлена большая интенсивность окрашивания хряща в суставах животных, леченных бесклеточным гидрогелем пуповины (фиг. 14 а, б, в, г, д, е).The degree of functional activity of cartilage tissue cells can be judged by the content of glycosaminoglycans in the tissues. A qualitative reaction is the intensity of the alcian blue staining. A high intensity of staining of cartilage in the joints of animals treated with acellular umbilical hydrogel was revealed (Fig. 14 a, b, c, d, e, f).

Исследования in vivo подтвердили правомерность исходной гипотезы о возможности создания и использования полнокомпонентного бесклеточного матрикса Вартонова студня пуповины человека в виде инъекционного гидрогеля для восстановления травматических повреждений суставного хряща.In vivo studies have confirmed the validity of the initial hypothesis about the possibility of creating and using a full-component acellular matrix of Wharton's umbilical cord gel in the form of an injectable hydrogel for the restoration of traumatic injuries of the articular cartilage.

Обнаруженная позитивная динамика, состоящая в прогрессивном уменьшении диаметра и глубины повреждения медиального мыщелка бедренной кости у животных с внутрисуставным введением гидрогеля, позволяет утверждать, что пуповина является подходящим ресурсом для создания гидрогеля, как благоприятной среды восстановления внутрисуставного хряща.The discovered positive dynamics, consisting in a progressive decrease in the diameter and depth of damage to the medial femoral condyle in animals with intra-articular hydrogel injection, suggests that the umbilical cord is a suitable resource for creating a hydrogel as a favorable environment for the restoration of intra-articular cartilage.

Полученный заявителями инъекционный бесклеточный полнокомпонентный гидрогель из пуповины для внутрисуставного введения отвечает существующим стандартам содержания ДНК, полимеризуется in vitro и in vivo, биосовместим и безопасен при введении. Внутрисуставное введение бесклеточного инъекционного гидрогеля из пуповины приводит к уменьшению на 60-сутки размеров травматического повреждения суставного хряща кролика, на 90 сутки - к существенному восстановлению гиалинового хряща в зоне дефекта суставной поверхности.The injectable, cell-free, full-component umbilical cord hydrogel obtained by the applicants for intra-articular administration meets the existing standards for DNA content, polymerizes in vitro and in vivo, is biocompatible and safe during administration. Intra-articular injection of a cell-free injectable hydrogel from the umbilical cord leads to a 60-day decrease in the size of traumatic damage to the articular cartilage of a rabbit, by 90 days - to a significant restoration of hyaline cartilage in the area of the articular surface defect.

Таким образом, основываясь на результатах исследования, представляется возможным сделать вывод о том, что заявленный способ изготовления бесклеточного гидрогеля из Вартонова студня пуповины человека для внутрисуставного применения с целью восстановления повреждений суставного хряща, заключающийся в инъекциях гидрогеля из бесклеточного матрикса пуповины, позволяет эффективно стимулировать регенеративные процессы в области дефектов гиалинового хряща. Описанные выше методы исследования объективно свидетельствуют о позитивном влиянии применяемого воздействия на регенерацию суставного хряща и обеспечивают восстановление двигательных функций в поврежденных суставах.Thus, based on the results of the study, it seems possible to conclude that the claimed method of making a cell-free hydrogel from Wharton's jelly of the human umbilical cord for intra-articular use in order to restore damage to the articular cartilage, which consists in injecting a hydrogel from the cell-free matrix of the umbilical cord, can effectively stimulate regenerative processes in the area of defects in hyaline cartilage. The research methods described above objectively indicate the positive effect of the applied action on the regeneration of the articular cartilage and ensure the restoration of motor functions in the damaged joints.

Заявителями впервые:By applicants for the first time:

• Применен способ получения бесклеточного матрикса и гидрогеля из пуповины человека с помощью простых методов устранения клеток из тканей пуповины человека; эффективность использованных методов и реактивов подтверждена современными технологиями гель-электрофореза ДНК, световой и сканирующей электронной микроскопии, спектрофотометрии.• A method of obtaining a cell-free matrix and hydrogel from the human umbilical cord using simple methods of removing cells from the tissues of the human umbilical cord has been applied; the effectiveness of the methods and reagents used is confirmed by modern technologies of DNA gel electrophoresis, light and scanning electron microscopy, spectrophotometry.

• Показано регенеративное влияние внутрисуставного введения гидрогеля из бесклеточного матрикса пуповины на восстановление посттравматического повреждения гиалинового хряща коленного сустава, документированное современными высокоинформативными методами исследования - магнитно-резонансной томографией, гистологическим анализом со специальным окрашиванием.• The regenerative effect of intra-articular injection of a hydrogel from the acellular matrix of the umbilical cord on the restoration of post-traumatic damage to the hyaline cartilage of the knee joint, documented by modern highly informative research methods - magnetic resonance imaging, histological analysis with special staining.

Использование заявленного способа изготовления гидрогеля из бесклеточного матрикса пуповины человека и его использования для лечения внутрисуставных повреждений гиалинового хряща позволяет улучшить его регенерацию для восстановления структуры и функции сустава.The use of the claimed method for the manufacture of a hydrogel from the cell-free matrix of the human umbilical cord and its use for the treatment of intra-articular damage to the hyaline cartilage allows to improve its regeneration to restore the structure and function of the joint.

Заявленное техническое решение позволяет обеспечить реализацию поставленной цели, а именно более полное и физиологическое восстановление структуры гиалинового хряща в месте дефекта, ответственное за выполнение двигательных функций и улучшение качества жизни пациента, и повышение доступности способа изготовления гидрогеля и способа лечения, заключающегося в возможности внутрисуставного введения гидрогеля.The claimed technical solution allows to ensure the implementation of the set goal, namely, a more complete and physiological restoration of the structure of hyaline cartilage at the site of the defect, which is responsible for the performance of motor functions and an improvement in the patient's quality of life, and an increase in the availability of a method for making a hydrogel and a method of treatment, which consists in the possibility of intra-articular administration of a hydrogel ...

Заявленное техническое решение удовлетворяет критерию «новизна», предъявляемому к изобретениям, так как на дату предоставления заявочных материалов заявителем из подвергнутых анализу источников патентной и непатентной информации РФ и стран зарубежья не выявлена заявленная совокупность признаков с идентичными заявленному техническому решению признаками.The claimed technical solution meets the "novelty" criterion for inventions, since as of the date the applicant submitted the application materials from the analyzed sources of patent and non-patent information of the Russian Federation and foreign countries, the claimed set of features with features identical to the claimed technical solution was not revealed.

Предлагаемое изобретение удовлетворяет критерию «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, т.к. совокупность заявленных признаков обеспечивает получение неочевидных для специалиста технических результатов.The proposed invention satisfies the criterion of "inventive step" for inventions, since the totality of the stated features provides for obtaining technical results that are not obvious to a specialist.

Заявленное техническое решение удовлетворяет критерию «промышленная применимость», предъявляемого к изобретениям, т.к. было апробировано на практике в условиях научно-исследовательской лаборатории Военно-медицинской академии МО РФ, в результате чего были реализованы все цели, поставленные в заявленном техническом решении, а именно реализовано более полное восстановление гиалинового внутрисуставного хряща, необходимое для восстановления структуры и функции сустава.The claimed technical solution meets the criterion of "industrial applicability" for inventions, since was tested in practice in the research laboratory of the Military Medical Academy of the Ministry of Defense of the Russian Federation, as a result of which all the goals set in the declared technical solution were realized, namely, a more complete restoration of hyaline intra-articular cartilage was realized, which is necessary to restore the structure and function of the joint.

Claims (1)

Способ изготовления бесклеточного гидрогеля из Вартонова студня пуповины человека для внутрисуставного применения с целью восстановления повреждений суставного хряща, включающий получение нативной пуповины, стерилизацию 10% раствором перекиси водорода, ее препарирование, фрагментирование и гомогенизацию, децеллюляризацию, отмывку от реагента и открепившихся клеток, нейтрализацию раствором гидроокиси натрия и повторное центрифугирование; лиофилизацию, отличающийся тем, что для удаления клеток из матрикса в процессе децеллюляризации используют гидроокись натрия в концентрации 0,2М, которую по окончании процесса нейтрализуют раствором соляной кислоты 0,01Н, а процедуру солюбилизации полученного лиофилизированного матрикса производят путем воздействия на полученный матрикс пепсина в растворе 0,01Н соляной кислоты в концентрации 2 мг/мл в течение 24 часов, после которой титрованием 0,01Н гидроокиси натрия нейтрализуют среду до физиологических значений рН.A method of manufacturing a cell-free hydrogel from Wharton's jelly of the human umbilical cord for intra-articular use in order to restore damage to the articular cartilage, including obtaining a native umbilical cord, sterilization with 10% hydrogen peroxide solution, its preparation, fragmentation and homogenization, decellularization, washing from the reagent and detached cells, neutralization sodium and re-centrifugation; lyophilization, characterized in that sodium hydroxide at a concentration of 0.2 M is used to remove cells from the matrix during decellularization, which is neutralized at the end of the process with a solution of hydrochloric acid 0.01 N, and the procedure for solubilizing the resulting lyophilized matrix is performed by acting on the resulting matrix of pepsin in solution 0.01N hydrochloric acid at a concentration of 2 mg / ml for 24 hours, after which the medium is neutralized to physiological pH by titration with 0.01N sodium hydroxide.
RU2020130589A 2020-09-16 2020-09-16 Method for manufacturing a cellless hydrogel from warton's jelly made of human umbilical cord for intra-article application RU2745995C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020130589A RU2745995C1 (en) 2020-09-16 2020-09-16 Method for manufacturing a cellless hydrogel from warton's jelly made of human umbilical cord for intra-article application

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020130589A RU2745995C1 (en) 2020-09-16 2020-09-16 Method for manufacturing a cellless hydrogel from warton's jelly made of human umbilical cord for intra-article application

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2745995C1 true RU2745995C1 (en) 2021-04-05

Family

ID=75353408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020130589A RU2745995C1 (en) 2020-09-16 2020-09-16 Method for manufacturing a cellless hydrogel from warton's jelly made of human umbilical cord for intra-article application

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2745995C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2172174C1 (en) * 2000-04-18 2001-08-20 ГУН Центральный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова Method for preparing drug from umbilical cord and bone matrix for stimulation of osteogenesis
US20110256186A1 (en) * 2008-10-10 2011-10-20 Histocell, S.L. biomaterial based on wharton's jelly from the human umbilical cord

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2172174C1 (en) * 2000-04-18 2001-08-20 ГУН Центральный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова Method for preparing drug from umbilical cord and bone matrix for stimulation of osteogenesis
US20110256186A1 (en) * 2008-10-10 2011-10-20 Histocell, S.L. biomaterial based on wharton's jelly from the human umbilical cord

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KAPPLER B. et al: "The cytoprotective capacity of processed human cardiac extracellular matrix", J. Mater. Sci. Mater. Med., 2016, V. 27, P. 120. *
KAPPLER B. The cytoprotective capacity of processed human cardiac extracellular matrix / B. Kappler; P. Anic; M. Becker; A. Bader; K. Klose; O. Klein; B. Oberwallner; Y.H. Choi; V. Falk; C. Stamm // J. Mater. Sci. Mater. Med. - 2016. - V. 27. - P. 120. стр. 3. КАЛМЫКОВА Н.В. и др. Сравнительный анализ эффективности простого и многокомпонентного методов щелочной децеллюляризации на примере очистки волокнистого внеклеточного матрикса дермы // Вестник медицинского института "РЕАВИЗ", n 1, 2017, с. 25-35. КАЛЮЖНАЯ Л.И. и др. Изготовление тканеинженерного бесклеточного матрикса пуповины человека // Вестник российской военно-медицинской, 1 (69) - 2020, стр. 124-130. *
КАЛЮЖНАЯ Л.И. и др. Изготовление тканеинженерного бесклеточного матрикса пуповины человека // Вестник российской военно-медицинской, 1 (69) - 2020, стр. 124-130. *
стр. 3. КАЛМЫКОВА Н.В. и др. Сравнительный анализ эффективности простого и многокомпонентного методов щелочной децеллюляризации на примере очистки волокнистого внеклеточного матрикса дермы // Вестник медицинского института "РЕАВИЗ", n 1, 2017, с. 25-35. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sezer et al. Biopolymers as wound healing materials: challenges and new strategies
KR102138152B1 (en) Injectable silk fibroin particles and uses thereof
Albu et al. Collagen-based drug delivery systems for tissue engineering
CA2845516C (en) Muscle tissue regeneration using muscle fiber fragments
JP2006518256A (en) Hydrogel composition comprising nucleus pulposus tissue
JP6515304B2 (en) Method of producing particulate decellularized tissue
AU2013344436A1 (en) Flexible tissue matrix
Boyer et al. A self-setting hydrogel of silylated chitosan and cellulose for the repair of osteochondral defects: From in vitro characterization to preclinical evaluation in dogs
Dehghani et al. Challenges for cartilage regeneration
JP2023517179A (en) Method for producing decellularized biomaterial, decellularized biomaterial, and use thereof
RU2745995C1 (en) Method for manufacturing a cellless hydrogel from warton&#39;s jelly made of human umbilical cord for intra-article application
Meimandi-Parizi et al. Effects of chitosan scaffold along with royal jelly or bee venom in regeneration of critical sized radial bone defect in rat
JP4642765B2 (en) Insoluble globin injectable implants
Piñeiro-Ramil et al. Cell therapy and tissue engineering for cartilage repair
JP2004181121A (en) Composition of cartilage tissue regenerating injection
RU2452527C1 (en) Method of cartilage hyaline neogenesis accompanying early destructive diseases
Ikegami et al. Decellularization of nervous tissues and clinical application
Guo et al. A stable large animal model for dural defect repair with biomaterials and regenerative medicine
Yun et al. Fibrocartilage extracellular matrix augmented demineralized bone matrix graft repairs tendon-to-bone interface in a rabbit tendon reconstruction model
Lee et al. Decellularized allogeneic cartilage paste with human costal cartilage and crosslinked hyaluronic acid-carboxymethyl cellulose carrier augments microfracture for improved articular cartilage repair
Celani et al. The effect of hyaluronic acid on the skin healing in rats
US20210393854A1 (en) Skeletal muscle regeneration in volumetric muscle loss using biomimetic glycosaminoglycan-based hydrogel
TWI835690B (en) Injectable hydrogel for treatment of segmental bone defect
US10279075B2 (en) Preparations containing hepatocyte growth factor and hyaluronic acid, and methods of making and using same
Oryan et al. Application of collagen implants in achilles tendon injuries