RU2805231C1 - Method for assessing effectiveness of using cell-engineered construct based on polymer carrier and cell culture in experiment when replacing hyaline cartilage defects - Google Patents
Method for assessing effectiveness of using cell-engineered construct based on polymer carrier and cell culture in experiment when replacing hyaline cartilage defects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2805231C1 RU2805231C1 RU2022134898A RU2022134898A RU2805231C1 RU 2805231 C1 RU2805231 C1 RU 2805231C1 RU 2022134898 A RU2022134898 A RU 2022134898A RU 2022134898 A RU2022134898 A RU 2022134898A RU 2805231 C1 RU2805231 C1 RU 2805231C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cell
- defect
- points
- assigned
- area
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины, в частности, к травматологии и ортопедии, и может быть использовано в тканевой инженерии при разработке клеточно-инженерных конструкций (далее КИК) при проведении экспериментов in vivo для замещения дефектов гиалинового слоя суставной поверхности.The invention relates to the field of medicine, in particular to traumatology and orthopedics, and can be used in tissue engineering in the development of cell-engineered structures (hereinafter referred to as CECs) during in vivo experiments to replace defects in the hyaline layer of the articular surface.
Для замещения поверхности поврежденного гиалинового хряща в настоящее время активно разрабатываются различные перспективные методики. Их апробация проходит как in vitro так и in vivo на экспериментальных животных. При использовании лабораторных животных в первую очередь моделируют стандартизированное повреждение, а затем с помощью разрабатываемой методики замещается дефект и на финальном этапе исследований анализируют эффективность выбранной методики. Такая последовательность обусловлена необходимостью всесторонней оценки эффективности разрабатываемого метода замещения гиалинового хряща.Various promising techniques are currently being actively developed to replace the surface of damaged hyaline cartilage. They are tested both in vitro and in vivo on experimental animals. When using laboratory animals, first of all, a standardized injury is modeled, and then, using the developed technique, the defect is replaced, and at the final stage of research, the effectiveness of the chosen technique is analyzed. This sequence is due to the need for a comprehensive assessment of the effectiveness of the developed method of replacing hyaline cartilage.
Основной целью экспериментов на лабораторных животных является оценка реакций тканей на воздействие исследуемого метода (имплантацию клеточно-инженерной конструкции, культивированных клеток, электромагнитного излучения, микрофрактурирования и др.) и процесс регенерации гиалинового хряща. Для этого чаще всего используют клинические (оценка подвижности в суставе), лучевые (магнитно-резонансная томография) и микроскопические методы исследований (сканирующая электронная микроскопия, гистология).The main purpose of experiments on laboratory animals is to evaluate tissue reactions to the influence of the method under study (implantation of a cell-engineered structure, cultured cells, electromagnetic radiation, microfracture, etc.) and the process of regeneration of hyaline cartilage. For this, clinical (assessment of joint mobility), radiation (magnetic resonance imaging) and microscopic research methods (scanning electron microscopy, histology) are most often used.
Эксперименты in vivo должны проводиться строго в соответствии с соблюдением принципов гуманного обращения с лабораторными животными. In vivo experiments must be conducted strictly in accordance with the principles of humane treatment of laboratory animals.
Наиболее распространенным методом оценки является классическое изготовление гистологических препаратов. Блоки вырезанных тканей декальцинируют, затем проводят по различным реагентам для получения парафинового блока с образцом, его дальнейшей депарафинизацией, нарезкой на микротоме с последующей специфической окраской, в том числе с применением современных гистохимических методов. Исследования области повреждения такими методами позволяют оценить перспективность разрабатываемого метода для замещения гиалинового хряща и изучить динамику перифокальных реакций тканей. Дополнительно применяют сложные и трудозатратные методы, использующие конфолькальную микроскопию и специфические флюоресцентные красители, в том числе, используя метод криомикроскопии.The most common evaluation method is the classical preparation of histological slides. Blocks of excised tissue are decalcified, then passed through various reagents to obtain a paraffin block with a sample, its further dewaxing, cutting on a microtome, followed by specific staining, including the use of modern histochemical methods. Studying the area of damage using such methods makes it possible to evaluate the prospects of the developed method for replacing hyaline cartilage and to study the dynamics of perifocal tissue reactions. Additionally, complex and labor-intensive methods are used that use confocal microscopy and specific fluorescent dyes, including the cryomicroscopy method.
Помимо вышеперечисленных методик, существуют данные о применении метода сканирующей электронной микроскопии для анализа эффективности использования различных экспериментальных методов замещения гиалинового хряща у лабораторных животных.In addition to the above methods, there is data on the use of scanning electron microscopy to analyze the effectiveness of various experimental methods of replacing hyaline cartilage in laboratory animals.
Впервые о возможности использования сканирующей электронной микроскопии в исследованиях, посвященных гиалиновому хрящу, было заявлено в 1979 г.В статье М.Н. Павловой [1] был описан примененный метод сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) в сравнении с методикой классической электронной микроскопии. В другой фундаментальной работе Ian C. Clarke [2,3] также рассматривали возможность применения СЭМ для анализа как поверхностной, так и внутренней структуры исследуемого образца, однако в последней работе не было произведено сравнение СЭМ методики с другими методами. В работе Rolf Zehbe [4] СЭМ методика была применена для анализа поверхностной структуры образца, и одновременно была представлена технологическая методика для изготовления поперечного среза для анализа с помощью СЭМ внутренней структуры. В этом обширном исследовании также было приведено сравнение этого метода с другими методиками. Однако в вышеописанных работах не был исследован вопрос применения сканирующей микроскопии для анализа повреждений у экспериментальных животных, не анализировали интенсивность динамики регенеративных или дегенеративных процессов, а также не использовался скаффолд для замещения дефектов.The possibility of using scanning electron microscopy in studies on hyaline cartilage was first announced in 1979. In an article by M.N. Pavlova [1] described the applied method of scanning electron microscopy (SEM) in comparison with the technique of classical electron microscopy. In another fundamental work, Ian C. Clarke [2,3] also considered the possibility of using SEM to analyze both the surface and internal structure of the sample under study, but the latter work did not compare the SEM technique with other methods. In the work of Rolf Zehbe [4], the SEM technique was used to analyze the surface structure of a sample, and at the same time a technological technique was presented for producing a cross section for SEM analysis of the internal structure. This extensive study also compared this method with other techniques. However, in the works described above, the issue of using scanning microscopy to analyze damage in experimental animals was not investigated, the intensity of the dynamics of regenerative or degenerative processes was not analyzed, and a scaffold was not used to replace defects.
Известно применение СЭМ для оценки эффекитвности замещения дефектов гиалинового хряща полимерным скаффолдом [5]. Из данного патента известна идея не только замещения дефекта полимером, но и предварительного заселения последнего клеточной культурой для формирования аутологичного регенерата и замещения дефекта в конечном этапе. Однако в этой публикации не дана сравнительная характеристика различных методов между собой и не исследована их корреляция.It is known to use SEM to assess the effectiveness of replacing hyaline cartilage defects with a polymer scaffold [5]. From this patent we know the idea of not only replacing a defect with a polymer, but also pre-populating the latter with a cell culture to form an autologous regenerate and replace the defect at the final stage. However, this publication does not provide a comparative description of the various methods among themselves and does not study their correlation.
Логичным продолжением развития данной технологии стала работа авторов Gawlitta, Debby и соавт.[6], включающая экспериментальные исследования на крысах, в ходе которых предварительно моделировали и анализировали повреждение в динамике и применяли клеточно-инженерную конструкцию для замещения дефектов. Так же, как и в предыдущих работах, в данных исследованиях использовали методику сканирующей электронной микроскопии для анализа регенеративных и дегенеративных повреждений. Однако полноценного сравнения разных методик между собой не производилось.A logical continuation of the development of this technology was the work of the authors Gawlitta, Debby et al. [6], including experimental studies on rats, during which they previously modeled and analyzed the damage in dynamics and used a cell-engineered design to replace defects. As in previous studies, these studies used scanning electron microscopy techniques to analyze regenerative and degenerative lesions. However, a full comparison of different methods has not been made.
В работе H. Katagiri с соавт.[7] с использованием экспериментальных животных не применяли клеточную культуру для заселения скаффолда, однако было проведено сопоставление методик между собой.In the work of H. Katagiri et al.[7] Using experimental animals, cell culture was not used to populate the scaffold, but the methods were compared with each other.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ, предложенный Pengfei Zheng [8]. В ходе исследования изготовленную клеточно-инженерную конструкцию (КИК) имплантировали лабораторным животным. Для анализа фотографий макрообразцов использовали шкалу ICRS. Методом СЭМ оценивали состояние полимерного носителя. Недостатками данного способа является отсутствие количественной оценки результатов имплантации разрабатываемой КИК по микрофотографиям, полученным методом СЭМ. Также авторы не проводили сравнение полученных результатов с гистологическими или другими методами исследования. Кроме того, авторы не рассматривали возможность использования СЭМ в качестве самостоятельного метода анализа регенеративных повреждений гиалинового хряща.The closest to the claimed invention is the method proposed by Pengfei Zheng [8]. During the study, the manufactured cell-engineered construct (CEC) was implanted into laboratory animals. The ICRS scale was used to analyze photographs of macrosamples. The state of the polymer carrier was assessed using the SEM method. The disadvantages of this method are the lack of quantitative assessment of the results of implantation of the developed CIC using microphotographs obtained by SEM. Also, the authors did not compare the results obtained with histological or other research methods. In addition, the authors did not consider the possibility of using SEM as an independent method for analyzing regenerative damage to hyaline cartilage.
Технической проблемой является необходимость разработки способа количественной оценки эффективности применения КИК на основе полимерного носителя и клеточной культуры в эксперименте при замещении дефектов гиалинового хряща.The technical problem is the need to develop a method for quantitatively assessing the effectiveness of using CIC based on a polymer carrier and cell culture in an experiment when replacing hyaline cartilage defects.
Технический результат состоит в повышении эффективности оценки применения клеточно-инженерной конструкции для замещения дефектов гиалинового хряща в экспериментах in vivo за счет получения количественной оценки состояния зоны имплантации, что позволяет объективно определить динамику регенеративных процессов, а также сравнивать между собой результаты разных экспериментов.The technical result consists in increasing the efficiency of assessing the use of a cell-engineered construct for replacing hyaline cartilage defects in in vivo experiments by obtaining a quantitative assessment of the state of the implantation zone, which allows one to objectively determine the dynamics of regenerative processes, as well as compare the results of different experiments.
Технический результат достигается тем, что при анализе микрофотографий зоны замещенного клеточно-инженерной конструкции дефекта, полученных методом СЭМ, используют количественную оценку визуализируемых изменений, согласно предлагаемым критериям: площадь дефекта, степень интеграции КИК, структура поверхности. Изменения площади дефекта оценивают в 0 баллов при увеличение диаметра дефекта, оценке 1 балл соответствует уменьшение диаметра дефекта не более чем на 10%), оценке 2 балла соответствует уменьшение диаметра дефекта от 11% и до 50%, оценке 3 балла соответствует интактная неповрежденная поверхность или уменьшение диаметра дефекта более чем на 51%. Затем оценивают интеграцию клеточно-инженерной конструкции в неповрежденный участок и в случае отсутствие биологических (структурных) связей между КИК и интактным хрящемприсваивают 0 баллов, в случае незначительная связь КИК с интактным хрящем, микротрещины по большей части границы дефекта (от 76% до 100% от периметра дефекта) присваивают 1 балл, в случае множественных микротрещин по границе дефекта, занимающие от 26% до 75% от его, частичной связи КИК и интактного хряща присваивают 2 балла, в случае единичных микротрещин по границе дефекта, занимающие не более 25% от его периметра, плотной фиксация КИК присваивают 3 балла, в случае отсутствия разрывов и микротрещин, непрерывной границы перехода (интактный хрящ - область регенерата), или неповрежденный интактный хрящ присваивают 4 балла, после чего анализируют поверхностную структуру области повреждения и если повреждение неправильной формы, единичные области регенерации в области повреждения или их полное отсутствие, признаков клеточной пролиферации нет то присваивают 0 баллов, а если регенерат правильной изначальной формы, но имеется незамнкнутая поверхностная структура площади дефекта или поверхность регенерата пористая, имеются признаки клеточной пролиферации топрисваивают 1 балл, если регенерат правильной изначальной формы, а поверхность регенерата отличная от интактной, но не пористая, есть признаки клеточной пролиферации (наличие делящихся клеток в области регенерата) то присваивают 2 бала, а если неповрежденная гладкая поверхность - схожая с интактным хрящем или интактный неповрежденный хрящ то присваивают 3 балла, после чего суммируют баллы и получают значение от 0 до 10, где 0 - это неэффективное применение клеточно-инженерной конструкции, а 10 - максимально эффективное применение клеточно-инженерной конструкции.The technical result is achieved by the fact that when analyzing microphotographs of the area of the replaced cell-engineered defect structure obtained by the SEM method, a quantitative assessment of the visualized changes is used, according to the proposed criteria: defect area, degree of integration of the CIC, surface structure. Changes in the defect area are assessed as 0 points for an increase in the diameter of the defect, a score of 1 point corresponds to a decrease in the diameter of the defect by no more than 10%), a score of 2 points corresponds to a decrease in the diameter of the defect from 11% to 50%, a score of 3 points corresponds to an intact undamaged surface or reduction in defect diameter by more than 51%. Then the integration of the cell-engineered structure into the intact area is assessed and in the case of the absence of biological (structural) connections between the CIC and intact cartilage, 0 points are assigned, in the case of an insignificant connection of the CIC with intact cartilage, microcracks along most of the defect border (from 76% to 100% of perimeter of the defect) is assigned 1 point, in the case of multiple microcracks along the border of the defect, occupying from 26% to 75% of it, partial connection of the CIC and intact cartilage is assigned 2 points, in the case of single microcracks along the border of the defect, occupying no more than 25% of it perimeter, tight fixation of the CIC is assigned 3 points, in the absence of breaks and microcracks, a continuous transition border (intact cartilage - regenerate area), or undamaged intact cartilage is assigned 4 points, after which the surface structure of the damage area is analyzed and if the damage is irregular in shape, single areas regeneration in the area of damage or their complete absence, there are no signs of cell proliferation, then 0 points are assigned, and if the regenerate is of the correct original shape, but there is an open surface structure of the defect area or the surface of the regenerate is porous, there are signs of cell proliferation, then 1 point is assigned, if the regenerate is of the correct original shape , and the surface of the regenerate is different from the intact one, but not porous, there are signs of cell proliferation (the presence of dividing cells in the area of the regenerate), then 2 points are assigned, and if the intact smooth surface is similar to intact cartilage or intact undamaged cartilage, then 3 points are assigned, after which sum up the points and get a value from 0 to 10, where 0 is the ineffective use of the cell-engineered construct, and 10 is the most effective use of the cell-engineered construct.
Более подробная информация о критериях вынесения оценки приведена в табл. 1.More detailed information about the assessment criteria is given in table. 1.
0-100-10
Предложенная методика обеспечивает более эффективную оценку применения КИК при замещении дефектов гиалинового хряща за счет получения количественной оценки состояния зоны имплантации методом СЭМ при использовании разработанной шкалы, что позволяет объективно определить динамику регенеративных процессов, а также сравнивать между собой результаты разных экспериментов.The proposed method provides a more effective assessment of the use of CIC when replacing hyaline cartilage defects by obtaining a quantitative assessment of the state of the implantation zone using the SEM method using the developed scale, which allows one to objectively determine the dynamics of regenerative processes, as well as compare the results of different experiments.
Заявляемый способ осуществляют следующим образом.The inventive method is carried out as follows.
После вывода животных из эксперимента извлекают часть сустава и подготавливают образцы для сканирующей электронной микроскопии. В рамках подготовки извлеченный сустав могут обработать спиртом, подрезать (в случае необходимости - уменьшить размер образца для микроскопии) и подвергнуть лиофильной сушке. Далее осуществляют анализ области имплантации клеточно-инженерной конструкции на сканирующем электронном микроскопе, получают микрофотографии. Полученное изображение анализируют и присваивают баллы для количественной оценки зоны имплантации КИК, согласно приведенной методике оценке указанной в таблице №1.After the animals are removed from the experiment, part of the joint is removed and samples are prepared for scanning electron microscopy. As part of the preparation, the removed joint may be treated with alcohol, trimmed (if necessary, reduced in size for microscopy) and freeze-dried. Next, the area of implantation of the cell-engineered structure is analyzed using a scanning electron microscope, and microphotographs are obtained. The resulting image is analyzed and points are assigned to quantitatively assess the area of implantation of the CIC, according to the given assessment methodology indicated in Table No. 1.
Предпочтительно заявляемый способ используют для сравнения нескольких клеточно-инженерных конструкций с целью определения наиболее эффективной.Preferably, the inventive method is used to compare several cell-engineered constructs in order to determine the most effective one.
Заявляемое изобретение поясняется примерами.The claimed invention is illustrated by examples.
Пример 1.Example 1.
Был получен коленный сустав интактной половозрелой крысы в возрасте 6 месяцев. Поверхностный дефект гиалинового хряща не создавали. Клеточно-инженерную конструкцию не имплантировали. После получения образца были получены и проанализированы СЭМ изображения поверхности сустава. По результатам анализа - интактная неповрежденная поверхность или уменьшение диаметра дефекта более чем на 51%, на основании этого картина соответствует 3 баллам, что показано на фиг. 1.The knee joint of an intact mature rat at the age of 6 months was obtained. A superficial hyaline cartilage defect was not created. The cell-engineered construct was not implanted. After obtaining the sample, SEM images of the joint surface were obtained and analyzed. According to the results of the analysis, an intact undamaged surface or a reduction in the diameter of the defect by more than 51%, based on this, the picture corresponds to 3 points, as shown in Fig. 1.
По результатам анализа СЭМ изображения было установлено отсутствие разрывов и микротрещин, непрерывная граница перехода (интактный хрящ - область регенерата), или неповрежденный интактный хрящ, что соответствует 4 баллам и показано на фиг. 2.Based on the results of the analysis of the SEM image, the absence of breaks and microcracks, a continuous transition border (intact cartilage - regenerate area), or undamaged intact cartilage was established, which corresponds to 4 points and is shown in Fig. 2.
По анализу СЭМ снимков было установлено, что структура поверхностная полностью соответствует нативному гиалиновому хрящу, что показано на Фиг. 3, в связи с чем была поставлена оценка 3 балла.Based on the analysis of SEM images, it was found that the surface structure fully corresponds to native hyaline cartilage, as shown in Fig. 3, and therefore a score of 3 was given.
Таким образом, общее количество баллов составило 10, что соответствует высокой эффективности применения клеточно-инженерной конструкции на основе полимерного носителя и клеточной культуры.Thus, the total number of points was 10, which corresponds to the high efficiency of using a cell-engineered construct based on a polymer carrier and cell culture.
Пример 2.Example 2.
Половозрелой крысе возраста 6 месяцев создавали поверхностный дефект гиалинового хряща коленного сустава. В положении сгибания под общей анестезией с помощью фрезерного низкооборотистого воздействия создавали цилиндрический дефект диаметром 1,00 мм. Клеточно-инженерную конструкцию также имплантировали. Клеточная культура была предоставлена ЦКП «Коллекция культур клеток позвоночных» ИНЦ РАН. Далее животное выводили из эксперимента через 90 суток после операционного вмешательства. После получения образца были получены и проанализированы СЭМ изображения поверхности сустава.A superficial defect of the hyaline cartilage of the knee joint was created in a 6-month-old sexually mature rat. In the flexion position under general anesthesia, a cylindrical defect with a diameter of 1.00 mm was created using low-speed milling. The cell-engineered construct was also implanted. The cell culture was provided by the Center for Collective Use “Collection of Vertebrate Cell Cultures” of the Institute of Scientific Research of the Russian Academy of Sciences. Next, the animal was removed from the experiment 90 days after surgery. After obtaining the sample, SEM images of the joint surface were obtained and analyzed.
По результатам анализа СЭМ изображений было установлено, что увеличение диаметра дефекта , дефект явно визуализируется и увеличился в размере более чем в два раза. Данная картина соответствует 0 баллам, что показано на фиг. 4.Based on the results of the analysis of SEM images, it was found that an increase in the diameter of the defect, the defect is clearly visualized and has increased in size by more than two times. This picture corresponds to 0 points, as shown in Fig. 4.
По результатам анализа СЭМ изображений было установлено отсутствие биологических (структурных) связей между КИК и интактным хрящем, что показано на фиг. 5 и фиг. 6. Картина соответствует 0 баллам.Based on the results of analysis of SEM images, it was established that there are no biological (structural) connections between the CIC and intact cartilage, as shown in Fig. 5 and fig. 6. The picture corresponds to 0 points.
По результатам анализа СЭМ изображений было установлено, что на поверхности области регенерации присутствует регенерат правильной изначальной формы, но имеется незамнкнутая поверхностная структура площади дефекта или поверхность регенерата пористая, имеются, признаки клеточной. Данная картина соответствует 1 баллу в предложенной оценке. Образцы данных явлений показаны на фиг. 7 и фиг. 8.Based on the results of the analysis of SEM images, it was found that on the surface of the regeneration area there is a regenerate of the correct original shape, but there is an open surface structure of the defect area or the surface of the regenerate is porous, there are signs of cellularity. This picture corresponds to 1 point in the proposed assessment. Examples of these phenomena are shown in Fig. 7 and fig. 8.
На фиг. 7 показана имплантированная КИК в области дефекта и видны значительные повреждения, неровная поверхность.In fig. Figure 7 shows an implanted CIC in the area of the defect and significant damage and an uneven surface are visible.
На фиг. 8 показана имплантированная КИК в области дефекта. Видны значительные повреждения, неровная поверхность, частичная клеточная пролиферация.In fig. 8 shown implanted CIC in the area of the defect. Significant damage, uneven surface, and partial cell proliferation are visible.
Общее количество баллов -1 балл, что соответствует низкой эффективности.The total number of points is -1 point, which corresponds to low efficiency.
Пример 3.Example 3.
Половозрелой крысе возраста 6 месяцев создавали поверхностный дефект гиалинового хряща коленного сустава. В положении сгибания под общей анестезией с помощью фрезерного низкооборотистого воздействия создавали цилиндрический дефект диаметром 1,00 мм. В область дефекта имплантировали клеточно-инженерную конструкцию, содержащую биодеградируемый каркас и культуру модифицированных цитокином с помощью цитокина TGF-β3 мезенхимальных стромальных клеток. Клеточно-инженерную конструкцию также имплантировали. Клеточная культура была предоставлена ЦКП «Коллекция культур клеток позвоночных» ИНЦ РАН. Далее животное выводили из эксперимента через 90 суток после операционного вмешательства. После получения образца были получены и проанализированы СЭМ изображения поверхности сустава.A superficial defect of the hyaline cartilage of the knee joint was created in a 6-month-old sexually mature rat. In the flexion position under general anesthesia, a cylindrical defect with a diameter of 1.00 mm was created using low-speed milling. A cell-engineered construct containing a biodegradable scaffold and a culture of cytokine-modified mesenchymal stromal cells using the TGF-β3 cytokine were implanted into the defect area. The cell-engineered construct was also implanted. The cell culture was provided by the Center for Collective Use “Collection of Vertebrate Cell Cultures” of the Institute of Scientific Research of the Russian Academy of Sciences. Next, the animal was removed from the experiment 90 days after surgery. After obtaining the sample, SEM images of the joint surface were obtained and analyzed.
По результатам оценки СЭМ снимков было установлено, что уменьшение диаметра дефекта от 11% и до 50%, что показано на фиг. 9 и фиг. 10. Картина соответствует 3 баллам по приведенной методике.Based on the results of evaluating SEM images, it was found that the reduction in the diameter of the defect from 11% to 50%, which is shown in Fig. 9 and fig. 10. The picture corresponds to 3 points according to the given methodology.
На фиг. 9 приведен образец поверхности гиалинового хряща половозрелой крысы через 90 суток после созданного повреждения и имплантации модифицированной КИК. Область регенерата в центре рисунка.In fig. Figure 9 shows a sample of the surface of hyaline cartilage of a mature rat 90 days after the created damage and implantation of the modified CIC. The regenerate area is in the center of the picture.
На фиг. 10 приведен образец поверхности гиалинового хряща половозрелой крысы через 90 суток после созданного повреждения и имплантации модифицированной КИК. Область регенерата в нижнем левом углу рисунка.In fig. Figure 10 shows a sample of the surface of hyaline cartilage of a mature rat 90 days after the damage was created and implantation of the modified CIC. The regenerate area is in the lower left corner of the picture.
По результатам оценки СЭМ снимков было установлено, что множественные микротрещины по границе дефекта, занимающие от 26% до 75% от его, частичная связь КИК и интактного хряща, что по приведенной методике соответствует 2 баллам. Картина представлена на фиг. 11 и 12.Based on the results of the evaluation of SEM images, it was found that multiple microcracks along the border of the defect, occupying from 26% to 75% of it, are a partial connection of the CIC and intact cartilage, which according to the above method corresponds to 2 points. The picture is shown in Fig. 11 and 12.
На фиг. 11 приведен образец зоны - неповрежденный гиалиновый хрящ область регенерата через 90 суток после созданного повреждения и имплантации модифицированной КИК. Видна краевая трещина по периметру КИК. Частичная связь КИК - неповрежденный хрящ.In fig. 11 given sample zone - intact hyaline cartilage regenerated area 90 days after the created damage and implantation of the modified CIC. An edge crack is visible along the perimeter of the KIC. Partial connection of the CIC - intact cartilage.
На фиг. 12 приведена область регенерата после имплантации КИК на 90 сутки после повреждения. Видна краевая трещина по всей окружности.In fig. Figure 12 shows the area of the regenerate after implantation of the CIC on the 90th day after the injury. An edge crack is visible along the entire circumference.
По результатам оценки СЭМ снимков было установлено, что регенерат правильной изначальной формы, поверхность регенерата отличная от интактной, но не пористая, признаки клеточной пролиферации (наличие делящихся клеток в области регенерата). Картина по приведенной методике соответствует 3 баллам. Данные представлены на фиг. 13,14,15.Based on the results of evaluating SEM images, it was found that the regenerate had the correct original shape, the surface of the regenerate was different from the intact one, but not porous, and there were signs of cell proliferation (the presence of dividing cells in the area of the regenerate). The picture according to the above method corresponds to 3 points. The data is presented in Fig. 13,14,15.
На фиг. 13 приведена область регенерата после имплантации КИК на 90 сутки после повреждения. Видна краевая трещина на части окружности.In fig. Figure 13 shows the area of the regenerate after implantation of the CIC on the 90th day after the injury. An edge crack is visible on part of the circle.
На фиг. 14 приведена область регенерата после имплантации КИК на 90 сутки после повреждения. Видна краевая трещина на части окружности.In fig. 14 given regenerated area after CIC implantation on the 90th day after injury. An edge crack is visible on part of the circle.
На фиг. 15 приведена область регенерата после имплантации КИК на 90 сутки после повреждения. Виден переход зоны интактный хрящ - область регенерата.In fig. Figure 15 shows the area of the regenerate after implantation of the CIC on the 90th day after the injury. The transition between the zone of intact cartilage and the regenerated area is visible.
Общее количество баллов 8, что говорит о достаточно хорошей эффективности применения КИК.The total number of points is 8, which indicates a fairly good effectiveness of using the CIC.
Список литературыBibliography
1. Павлова М.Н. Электронная микроскопия человеческого суставного хряща. Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1979, 77(7): 65-711. Pavlova M.N. Electron microscopy of human articular cartilage. Archive of anatomy, histology and embryology. 1979, 77(7): 65-71
2. Clarke I.C. Articular cartilage: a review and scanning electron microscope study. 1. The interterritorial fibrillar architecture. J Bone Joint Surg Br. 1971. 53(4): 732-50.2. Clarke IC Articular cartilage: a review and scanning electron microscope study. 1. The interterritorial fibrillar architecture. J Bone Joint Surg Br. 1971. 53(4): 732-50.
3. Clarke I.C. Articular cartilage: a review and scanning electron microscope study. II. The territorial fibrillar architecture. J Anat. 1974 Nov;118(Pt 2):261-80.3. Clarke IC Articular cartilage: a review and scanning electron microscope study. II. The territorial fibrillar architecture. J Anat. 1974 Nov;118(Pt 2):261-80.
4. Rolf Zehbe, Heinrich Riesemeier, C James Kirkpatrick, Christoph Brochhausen. Imaging of articular cartilage--data matching using X-ray tomography, SEM, FIB slicing and conventional histology. Micron. 2012 Oct;43(10):1060-7. doi: 10.1016/j.micron.2012.05.001.4. Rolf Zehbe, Heinrich Riesemeier, C James Kirkpatrick, Christoph Brochhausen. Imaging of articular cartilage--data matching using X-ray tomography, SEM, FIB slicing and conventional histology. Micron. 2012 Oct;43(10):1060-7. doi: 10.1016/j.micron.2012.05.001.
5. Tissue engineered cartilage, method of making same, therapeutic and cosmetic surgical applications using same. United States Patent 8202551. Li, Wan-ju (Madison, WI, US). Tuan, Rocky S. (Bethesda, MD, US)5. Tissue engineered cartilage, method of making the same, therapeutic and cosmetic surgical applications using the same. United States Patent 8202551. Li, Wan-ju (Madison, WI, US). Tuan, Rocky S. (Bethesda, MD, US)
6. Engineered Devitalized Cartilaginous Tissue For Bone Regeneration. European Patent Application EP3967335. Gawlitta Debby (NL) Longoni Alessia (NL) Utomo Lizette (NL) Rosenberg Antoine Johan Wilhelm Peter (NL)6. Engineered Devitalized Cartilaginous Tissue For Bone Regeneration. European Patent Application EP3967335. Gawlitta Debby (NL) Longoni Alessia (NL) Utomo Lizette (NL) Rosenberg Antoine Johan Wilhelm Peter (NL)
7. H Katagiri, L F Mendes, F P Luyten. Definition of a Critical Size Osteochondral Knee Defect and its Negative Effect on the Surrounding Articular Cartilage in the Rat. Osteoarthritis Cartilage. 2017. Sep;25(9):1531-1540. doi: 10.1016/j.joca.2017.05.0067. H Katagiri, LF Mendes, FP Luyten. Definition of a Critical Size Osteochondral Knee Defect and its Negative Effect on the Surrounding Articular Cartilage in the Rat. Osteoarthritis Cartilage. 2017 . Sep;25(9):1531-1540. doi: 10.1016/j.joca.2017.05.006
8. Pengfei Zheng, Xinyue Hu, Yue Lou, Kai Tang. A Rabbit Model of Osteochondral Regeneration Using Three-Dimensional Printed Polycaprolactone-Hydroxyapatite Scaffolds Coated with Umbilical Cord Blood Mesenchymal Stem Cells and Chondrocytes. Med Sci Monit. 2019 Oct 1;25:7361-7369. doi: 10.12659/MSM.915441.8. Pengfei Zheng, Xinyue Hu, Yue Lou, Kai Tang. A Rabbit Model of Osteochondral Regeneration Using Three-Dimensional Printed Polycaprolactone-Hydroxyapatite Scaffolds Coated with Umbilical Cord Blood Mesenchymal Stem Cells and Chondrocytes. Med Sci Monit. 2019 Oct 1;25:7361-7369. doi: 10.12659/MSM.915441.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2805231C1 true RU2805231C1 (en) | 2023-10-12 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2268738C1 (en) * | 2004-06-18 | 2006-01-27 | Владимир Никитич Ярыгин | Method for reconstructing hyaline articular cartilage |
WO2010062297A1 (en) * | 2008-11-25 | 2010-06-03 | The Henry M. Jackson Foundation For The Advancement Of Military Medicine, Inc. | Regenerative tissue grafts and methods of making same |
RU2545993C2 (en) * | 2013-09-05 | 2015-04-10 | Александр Сергеевич Тепляшин | Method for repairing long bone defects of critical size |
RU2748959C1 (en) * | 2020-01-30 | 2021-06-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" | Method for directed bone regeneration used in surgery of complex configuration defects |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2268738C1 (en) * | 2004-06-18 | 2006-01-27 | Владимир Никитич Ярыгин | Method for reconstructing hyaline articular cartilage |
WO2010062297A1 (en) * | 2008-11-25 | 2010-06-03 | The Henry M. Jackson Foundation For The Advancement Of Military Medicine, Inc. | Regenerative tissue grafts and methods of making same |
RU2545993C2 (en) * | 2013-09-05 | 2015-04-10 | Александр Сергеевич Тепляшин | Method for repairing long bone defects of critical size |
RU2748959C1 (en) * | 2020-01-30 | 2021-06-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" | Method for directed bone regeneration used in surgery of complex configuration defects |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Жеребцова Ю.В., Трушников В.В., Нащекина Ю.А., Никонов П.О., Вчерашний Д.Б., Новосельцев С.В., Круглов В.Н. К вопросу о фиксации ткане-инженерных конструкций на поверхности гиалинового хряща. Вестник медицинского института "Реавиз". Реабилитация, Врач и Здоровье. 2020; 6(48): 32-37. Басок Ю.Б. Экспериментальные подходы к регенерации и тканевой инженерии суставного хряща с использованием клеточно-инженерных конструкций. Диссер. д.б.н. Москва, 2021, 285с. Pengfei Zheng, Xinyue Hu, Yue Lou, Kai Tang. A Rabbit Model of Osteochondral Regeneration Using Three-Dimensional Printed Polycaprolactone-Hydroxyapatite Scaffolds Coated with Umbilical Cord Blood Mesenchymal Stem Cells and Chondrocytes. Med Sci Monit. 2019 Oct 1; 25: 7361-7369. Hominec V.V., Mihajlov S.V., Shakun D.A. et al. Rezul'taty ortotopicheskoj implantacii tkaneinzhenernogo ekvivalenta kosti na osnove polilaktidnogo matriksa i mul'tipotentnyh mezenhimal'nyh stromal'nyh kletokle. Vestnik Rossijskoj Voenno-medicinskoj akademii. 20 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Schenke-Layland et al. | Two-photon microscopes and in vivo multiphoton tomographs—powerful diagnostic tools for tissue engineering and drug delivery | |
Chan et al. | Preparation of intact bovine tail intervertebral discs for organ culture | |
Cortvrindt et al. | Fluorescent probes allow rapid and precise recording of follicle density and staging in human ovarian cortical biopsy samples | |
DE102019132865A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR ANALYSIS OF TISSUE SAMPLES | |
WO2007014622A1 (en) | Method and device for analysing biological objects | |
Alibardi | Original and regenerating lizard tail cartilage contain putative resident stem/progenitor cells | |
RU2805231C1 (en) | Method for assessing effectiveness of using cell-engineered construct based on polymer carrier and cell culture in experiment when replacing hyaline cartilage defects | |
Bodhak et al. | Combinatorial cassettes to systematically evaluate tissue-engineered constructs in recipient mice | |
CN110117570B (en) | Primary culture method of rheumatoid arthritis synovial fibroblasts | |
Osame et al. | Freeze‐fracture electronmicroscopic analysis of plasma membranes of cultured muscle cells in Duchenne dystrophy | |
RU2675376C1 (en) | Method of quantitative analysis of cellular components of scaffold | |
US20180171376A1 (en) | Method for evaluation of grafts | |
Rieder et al. | Diffuse kinetochores and holokinetic anaphase chromatin movement during mitosis in the hemipteran Agallia constricta (leafhopper) cell line AC‐20 | |
Martini et al. | Two-photon laser scanning microscopy on native cartilage and collagen membranes for tissue engineering | |
DE102022100146B4 (en) | METHOD FOR ANALYZING PERSONALIZED ANTI-CANCER ACTIVES IN CELL CULTURES | |
US20200121726A1 (en) | Pharmaceutical composition for preventing or treating osteoarthritis | |
Budras et al. | Method for preparing thin sections of untreated equine hoof horn for electron microscopic examination | |
KR102644979B1 (en) | A new aqueous refractive index matching and tissue clearing solution for biological imaging | |
RU2793462C1 (en) | Method of cell-engineering construct sample preparation based on polylactic acid and eukaryotic cell culture for histological analysis | |
Grogan et al. | Development of a visual histological grading system to evaluate tissue engineered cartilage | |
Bordeaux-Rego et al. | Use of the second harmonic generation microscopy to evaluate chondrogenic differentiation of mesenchymal stem cells for cartilage repair | |
Fenili et al. | Organotypic slices in vitro: repeated, same-cell, high-resolution tracking of nuclear and cytoplasmic fluorescent signals in live, transfected cerebellar neurons by confocal microscopy | |
Anderson et al. | Evaluating Neutrophil Physiological States of Degradation Upon Template Interaction | |
Saglie | Scanning electron microscope and intragingival microorganisms in periodontal diseases | |
Carlson et al. | Ultrastructural analysis of major basement membrane types in rhesus monkey Macaca mulatta acellular renal cortex |