CC BY
9
retained their localization, while a-SMA-expressing cells were localized in both the superficial and deep dermal compartments. The number of cells expressing CD-105 and VEGF rose as
Conclusion. The use of the biodegradable filler is found to be promising in terms of post-burn dermal regeneration, as well as providing a dermal ECM, whose collagen network composition and assembly are similar to the original. Here, macrophages act as the primary synthesis regulators of the dermal ECM and stimulate fibroblasts, which ensures re-epithelialization and angiogenesis of the inflicted area.
Keywords: dermis, burn injury, implant, neocollagenogenesis, calcium hydroxyapatite, filler Conflict of interest: the authors declare no conflict of interest.
For citation: Mogilnaya G.M., Fomicheva E.V., Melkonian K.I. Thermal Injury Healing in the Context of Neocollagenogenesis Induction: Preclinical Randomized Experimental Study. Kuban Scientific Medical Bulletin. 2022; 29(6): 53-66. https://doi.org/10.25207/1608-6228-2022-29-6-53-66
Received 28.07.2022 Adopted after revision 02.10.2022 Published 28.12.2022
ВВЕДЕНИЕ
Известно, что заживление кожных ран различной этиологии — это многоступенчатый процесс, характеризующийся определенными межклеточными взаимодействиями, влияющими на клетки дермы, их прикрепление, миграцию и диффе-ренцировку [1-8]. При этом процесс заживления разделяют на четыре последовательных этапа: фаза коагуляции и гомеостаза, воспалительная фаза, период пролиферации и фаза ремодели-рования [9-12].
Первая фаза направлена на закрытие раневой поверхности c последующим формированием фибриновой пробки и клетками фибробластами экстрацеллюлярного матрикса (ЭЦМ). Этап восстановления его интерпретируется как возврат дермы к исходному состоянию. Однако на самом деле ЭЦМ имеет нарушенную организацию, что подавляет регулирующую и репозиторную функцию дермы, приводит к формированию рубца, который лишает участок повреждения ряда биологических функций и вызывает эстетические проблемы, связанные с мобильностью [13-18].
Имеющийся на сегодняшний день прогресс в науке о биоматериалах и тканевой инженерии привел к разработке различных заменителей кожи, но упомянутые проблемы развивающейся репарации, а не регенерации остаются [19-22].
Современная стратегия тканевой инженерии выступает за использование собственных клеток пациента для создания in vivo васкуляризован-ного внеклеточного матрикса, отличающегося отсутствием экзогенного материала, ибо это может
привести к процессу физиологической регенерации [24-28].
Цель исследования — оценить структурные особенности дермы при заживлении кожных ран в условиях использования биодеградируемого кальцийсодержащего импланта.
МЕТОДЫ
Экспериментальные животные
Эксперимент выполнен на 60 аутбредных крысах-самцах массой 250 ± 30 г, полученных из федерального государственного бюджетного учреждения «Питомник лабораторных животных «Рапполово» Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» (НИЦ «Курчатовский институт» — ПЛЖ «Рапполово»).
Размещение и содержание
Животные находились под наблюдением в условиях виварного блока учебно-производственного отдела федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России) на стандартном пищевом рационе со свободным доступом к пище и воде1.
Дизайн исследования
Нами проведено рандомизированное контролируемое исследование. Моделью для исследования послужили крысы-самцы с ожоговой раной. Эксперименты реализованы на базе
1 ГОСТ 33044-2014 «Принципы надлежащей лабораторной практики». Утвержден Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 ноября 2014 г. № 1700-ст.
Рис. 1. Блок-схема дизайна исследования.
Примечание: КГ1 — контрольная подгруппа 1; КГ2 — контрольная подгруппа 2; ОГ1 — опытная подгруппа 1; ОГ2 — опытная подгруппа 2. Fig. 1. Schematic diagram of the research design.
Note: CS1 — control subgroup 1; CS2 — control subgroup 2; ES1 — experimental subgroup 1; ES2 — experimental subgroup 2.
кафедры гистологии с эмбриологией ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России. Блок-схема дизайна исследования представлена на рисунке 1.
Объем выборки
Животные были разделены на две группы: контрольная (п = 30) и опытная (п = 30). У всех животных был сформирован ожог Ша степени2. Опытным экспериментальным единицам вводили биодеградируемый кальцийсодержащий филлер (Radiesse, Германия), группе контрольных экспериментальных единиц вводили стерильный 0,9% изотонический раствор натрия хлорида. Введение препаратов осуществляли однократно на 14-е сутки после моделирования ожога. Забор материала производили через 2 (74 дня) и 4 месяца (134 дня). Различные сроки пребывания препарата в дерме были критерием деления животных на подгруппы. Распределение на подгруппы производилось через 2 месяца (74 дня) после введения препарата в случайном порядке
по 15 особей в экспериментальной и контрольной группах.
Критерии соответствия Критерии включения
Для проведения эксперимента были отобраны самцы аутбредных крыс без внешних признаков заболеваний и анатомических нарушений.
Критерии невключения
В эксперимент не включались особи, вес которых отличался более чем на 50 г, и не включались особи женского пола.
Критерии исключения
Если в ходе исследования на любом этапе животные бы травмировали зону введения им-планта, нагноение в области раны также не позволило бы животному далее участвовать в эксперименте.
2 Павленко С. Г., Шаблин Д. В., Хуранов А. А., Зобенко В. Я., Евглевский А. А. Приспособление для моделирования экспериментальной ожоговой раны на животном. Патент на полезную модель № 151026, зарегистрирован 11.02.2015 г. Патентообладатели: Павленко С. Г., Шаблин Д. В.
Рандомизация
Рандомизация проводилась методом «конвертов». С учетом критериев включения были отобраны 60 крыс, которых разделили на 2 группы: опытная (30 животных) и контрольная (30 животных).
Обеспечение анонимности данных
Распределение животных на группы и анализ результатов проводился авторами без введения дополнительных лиц.
Итоговые показатели исследования (исходы исследования)
Основной исход исследования — в результате использования биодеградируемого каль-цийсодержащего импланта оценить достижение активации клеток дермы и переход клеток в неоколлагеногенез, ремоделирование экстра-целлюлярного матрикса дермы по типу исходного.
Критерием активации дермы и перехода ее клеток в неоколлагеногенез считали: наличие фибробластов дермы отростчатой формы с высокой экспрессией проколлагена, коллагена III, виментина, появление виментин-положитель-ных структур в матриксе соединительной ткани; наличие миграции макрофагов в зону ожога; появление клеток с рецепторами CD-68 и a-SMA в поверхностном слое дермы.
Экспериментальные процедуры
Ожоговая рана моделировалась с использованием латунного цилиндра с площадью поверхности 706 мм2 и массой 300 грамм, нагретого до 100 градусов в кипящей воде. Цилиндр прикладывался к депиллированной коже животного в области холки на 15 секунд, что приводило к формированию ожога III а степени. В качестве анестетика использовали ингаляционный наркоз Севоран (Abbott, Англия). Затем экспериментальные животные были разделены на 2 группы: опытная (30 животных) и контрольная (30 животных). В рамках протокола эксперимента крысам опытной группы вводили препарат Radiesse на 14-й день после нанесения ожога. Введение филлера проводили субдермально в объеме 0,05 мл/эксп. ед. [29] на границе визуально определяемой «интактной кожи». Этот день считали точкой отсчета эксперимента. Для стандартизации введения препарата в контрольной группе использовали стерильный физиологический раствор, введение осуществляли субдермально в объеме 0,05 мл/эксп. ед.
Объектом исследования послужили фрагменты кожи, взятые в центре раневого дефек-
та, а также из участков неповрежденной кожи по периферии. Биологический материал забирали в сроки, соответствующие 2 и 4 месяцам. Проводку и заливку выполняли в процессорах фирмы Tissue-Tek VIP5Jr. (Япония). Из парафиновых блоков изготавливали срезы толщиной 4-5 микрон с использованием ротационного микротома HM 340 E (MICROM Laborgerate GmbH, Германия).
Для оценки морфологического статуса зоны ожога срезы окрашивали гематоксилином и эозином, по Маллори, Ван-Гизону и Массону. Для избирательного выявления коллагенов использованы иммуногистохимические тесты с антителами к коллагену I и Ill типа (Abcam, Англия). Для характеристики клеток дермы использовали антитела к виментину (Lab.Vision), а также рецепторам CD-68 (cluster of differentiation 68), a-SMA (alpha-smooth muscle actin), CD-105 (cluster of differentiation 105), VEGF (vascular endothelial growth factor) (Abcam, Англия). Иммуногистохи-мические тесты проводили согласно протоколу. Для контроля окраски использовали эталоны позитивных и негативных образцов.
Полученные микропрепараты подвергали визуальному исследованию в окрасках гематоксилином и эозином, по Маллори, Ван-Гизону и Массону.
Уход за животными и мониторинг
Животные находились под наблюдением на стандартном пищевом рационе со свободным доступом к пище и воде. В ходе проведения исследования нежелательные явления не отмечены. Животных выводили из эксперимента. Вывод животных из эксперимента осуществлялся согласно рекомендациям Всемирного общества защиты животных, самым гуманным методом — путем передозировки наркоза (введение дозы, в 3 раза превышающей обычное количество препарата).
Статистические процедуры Принципы расчета размера выборки
Предварительный расчет выборки не производился.
Статистические методы
Было проведено медицинское описательное исследование (серия случаев, т. е. для нескольких крыс использовали биодеградируемый каль-цийсодержащий имплант, достигли активации клеток дермы, переход клеток в неоколлагеноге-нез, что привело к ремоделированию экстрацел-люлярного матрикса дермы по типу исходного). Выборка рассчитана исходя из необходимого
Рис. 2. Участок дермы в зоне ожога через 2 месяца после введения филлера. Иммуногистохи-мическая окраска на коллаген I типа. Увеличение *400.
Fig. 2. Dermis in the burn area two months following the filler administration. Immunohistochemical staining for type I collagen (*400 magnification).
Рис. 3. Участок дермы в зоне ожога через 2 месяца после введения филлера. Иммуногистохими-ческая окраска на коллаген III типа. Увеличение у-400.
Fig. 3. Dermis in the burn area two months following the filler administration. Immunohistochemical staining for type III collagen (*400 magnification).
количества животных для адекватного осуществления иммуногистохимического исследования. Для оценки статистической значимости различия показателей эксперимента при воздействии био-деградируемого кальцийсодержащего импланта на соединительную ткань в условиях заживления термической раны использовали метод четырехпольной таблицы сопряжений. Различие считали значимым при р < 0,05. Обработку результатов осуществляли с использованием программы Sta-tistica 6 (StatSoft, США).
РЕЗУЛЬТАТЫ
Изучали микропрепараты от контрольной группы животных с термическим ожогом в период, соответствующий первому дню отторжения струпа, а это 14-й постожоговый день, зона повреждения уже эпителизировалась, эпидермис насчитывает от 3 до 5 клеточных рядов, но они плохо конту-
рированы, ядра клеток вакуолизированы. Дерма имеет вид коротких коллагеновых пучков, ориентированных неупорядоченно.
У экспериментальных животных участок ожога с находящимся в дерме филлером при окраске стандартным набором классических гистохимических реакций по Маллори и Ван-Гизону к сроку, соответствующему двум месяцам пребывания филлера в дерме, типируется в виде импланта с микросферами, окруженного капсулой. В зоне над и под имплантом дерма организована по типу плотной соединительной ткани. При иммуногистохимическом выявлении коллагена I типа (рис. 2) реакцию обнаруживают фи-бробласты дермы, имеющие вид отростчатых клеток с высокой экспрессией проколлагена (обозначено на рисунке стрелкой). Зона локализации этих клеток соответствует глубокому ком-партменту дермы.
При выявлении коллагена III типа в зоне экс-трацеллюлярного матрикса типируется тонкая фибриллярная сеть с преимущественной локализацией в поверхностном компартменте. Здесь встречаются и фибробласты с высокой экспрессией коллагена III типа (рис. 3, обозначено стрелкой).
Изучение клеточного состава дермы у экспериментальных животных в условиях использования биодеградируемого скаффолда показало, что пребывание его в дерме в срок, соответствующий 2 и 4 месяцам, может интерпретироваться как наиболее активный период стимуляции фи-бробластов по пути синтеза коллагена. К этому сроку в зоне ожога разыгрывается пролифера-тивная фаза с эффектом миграции макрофагов, продуцирующих цитокины, стимулирующие пролиферацию фибробластов. Эта фаза протекает на фоне контакта макрофагов и фибробластов и может оцениваться как сигнал трансдукции между этими клетками.
При иммуногистохимическом выявлении виментина в срок, соответствующий двум месяцам, зона импланта окружена четко выраженной соединительнотканной капсулой. К структурам, обнаруживающим высокую степень экспрессии виментина, относятся: во-первых, стенка микросфер, сформированная тонкими виментин-положительными фибриллами; во-вторых, крупные фибробласты с высоким уровнем экспрессии виментина, а также группы клеток, расположенные между микросферами, отдельные из этих клеток имеют цитоплазму вакуолизированного типа с умеренной степенью активности, не исключено, что это макрофаги (рис. 4).
На участке дермы вне импланта также удается выявить клетки с высокой экспрессией вименти-на, они заполняют зону сосочков, то есть поверхностный компартмент дермы, клетки небольшие по размеру, веретеновидной формы.
К сроку, соответствующему четырем месяцам пребывания скаффолда в дерме, уровень содержания виментина нарастает, этот феномен прослеживается для клеток, локализованных на участке поверхностного компартмента дермы, то есть в зоне сосочков, при этом часть этих клеток мигрирует в зону эпидермиса. Типируемые клетки становятся крупными, особенно клетки на границе с эпидермисом, степень экспрессии в них виментина сохраняется высокой.
Изучение распределения клеток, экспресси-рующих CD-68 рецепторы, показало, что спустя 2 месяца после пребывания Radiesse в качестве импланта клетки с рецептором CD-68 в большом количестве скапливаются в поверхностном слое дермы. Клетки мелкие, отростчатые, с умеренной или даже высокой степенью экспрессии CD-68. В зоне самого импланта в этот срок выявляется небольшое число клеток с рецепторами CD-68. Внутри микросфер можно увидеть гомогенную массу с высоким уровнем экспрессии CD-68 (рис. 5).
При пролонгировании времени пребывания импланта до 4-х месяцев происходит миграция макрофагов, экспрессирующих CD-68 рецепторы. Однако клетки не меняют своей локализации, они колонизируют участок поверхностного компартмента дермы. Появление макрофагов с CD-68 может быть связано с нарастанием высоты сосочков дермы. В зоне глубокого компар-тмента они располагаются по одиночке, сохраняя высокую степень экспрессии CD-68.
При выявлении a-SMA спустя два месяца после введения препарата «радиесс» клетки, несущие этот рецептор, выявляются в зоне сохранившегося импланта, где они располагаются между микросферами и на участке капсулы, окружающей имплант (рис. 6).
В условиях пролонгации пребывания филлера до 4-х месяцев имплант уже отсутствует, клетки, экспрессирующие a-SMA, локализуются на участке как поверхностного, так и глубокого компартментов дермы. Местами встречаются волокна стресса с высоким уровнем содержания a-SMA (рис. 7).
При изучении распределения молекулярного маркера CD-105, выступающего в роли регулятора пролиферации клеток, оказалось, что спустя 2 месяца после введения препарата «радиесс» появляются клетки с рецепторами к CD-105, число их небольшое, с зоной локали-
Рис. 4. Участок дермы в зоне ожога через 2 месяца после введения филлера. 1 — стенка микросфер, сформированная тонкими виментин-положи-тельными фибриллами; 2 — виментин-положи-тельные клетки. Иммуногистохимическая реакция. Увеличение *400.
Fig. 4. Dermis in the burn area two months following the filler administration. 1 — microsphere wall formed by thin vimentin-positive fibrils; 2 — vimentin-positive cells. Immunohistochemical reaction (x400 magnification).
Рис. 5. Участок дермы в зоне ожога. CD-68+ макрофаги (обозначено стрелками) в клетках дермы через 2 месяца после введения филлера. Им-муногистохимическая реакция. Увеличение *400. Fig. 5. Dermis in the burn area. CD-68+ macrophages (indicated by the arrows) in dermal cells two months following the filler administration. Immunohistochemi-cal reaction (x400 magnification).
зации в поверхностном компартменте дермы. Клетки, экспрессирующие рецепторы CD-105, мелкие, отростчатые, с низким или средним уровнем экспрессии. С пролонгированием срока пребывания филлера в дерме плотность этого рецептора на мембране части клеток, расположенных в глубоком ее компартменте, возрастает. Не исключено, что эти крупные клетки с высоким уровнем экспрессии CD-105 относятся к регуляторам функциональной активности тканевых макрофагов.
При выявлении клеток, экспрессирую-щих VEGF рецептор, в течение первых двух месяцев пребывания импланта число этих клеток нарастает во всех зонах и глубокого, и поверх-
Рис. 6. Участок дермы в зоне ожога. a-SMA+ клетки через 2 месяца после введения филлера. 1 — микросферы 2 — a-SMA+ клетки. Иммуноги-стохимическая реакция. Увеличение *400. Fig. 6. Dermis in the burn area. a-SMA+ cells two months following the filler administration. 1 — micro-spheres 2 — a-SMA+ cells. Immunohistochemical reaction (*400 magnification).
Рис. 7. Участок дермы в зоне ожога. a-SMA+ клетки (обозначено стрелками) через 4 месяца после введения филлера. Иммуногистохимиче-ская реакция. Увеличение *400. Fig. 7. Dermis in the burn area. a-SMA+ cells (indicated by the arrows) four months following the filler administration. Immunohistochemical reaction (*400 magnification).
ностного компартментов. В отдельных случаях наблюдается эффект преимущественной локализации клеток этого типа в поверхностном компартменте. Спустя 4 месяца число клеток, экспрессирующих VEGF, резко возрастает, причем как в поверхностном, так и в глубоком дер-мальных слоях. В зоне сосочкового слоя клетки мелкие, на участке глубокого компартмента — крупные отростчатые. Уровень VEGF экспрессии в клетках поверхностного компартмента умеренный, а в зоне глубокого — интенсивный.
Результаты анализа основных исходов эксперимента в зависимости от воздействия биодег-радируемого кальцийсодержащего импланта на соединительную ткань в условиях заживления термической раны при сроке наблюдения 2 и 4 месяца представлены в таблицах 1 и 2.
ОБСУЖДЕНИЕ
Интерпретация / научная значимость
Современная стратегия тканевой инженерии с использованием собственных клеток пациента для создания in vivo внеклеточного матрикса, похожего на исходный, может обеспечить альтернативу репарации кожи на пути ее заживления после ожога, это приведет к уменьшению различия между репаративной и здоровой тканью.
Ограничения исследования
Ограничения исследования не отмечены.
Обобщаемость / экстраполяция
Таким образом, полученные данные свидетельствуют, что введение биодеградируемого филлера в срок, соответствующий процессу заживления ожога, а это четырнадцатый день после травмы, обеспечивает локальную активацию фибробластов. Этот феномен связан с известными свойствами кальцийсодержащего филлера как активатора неоколлагеногенеза. Особенностью его является биодеградация с образованием ионов кальция и фосфора с последующей утилизацией этих веществ, но с сохранением пролонгированного для клеток дермы и прежде всего для фибробластов эффекта неоколла-геногенеза с образованием коллагена как I, так и III типов. Синтезируемый коллаген служит в качестве основы для клеток дермы и реконструирует эффект жесткости и пористости каркаса, обеспечивая сборку синтезируемого de novo ЭЦМ.
Роль макрофагов в схеме заживления ожоговой раны видится в том, что они выступают в качестве главных регуляторов, активирующих фибробласты, кератиноциты и эндотелиальные клетки. Они выступают в роли графтов — регулировщиков синтеза экстрацеллюлярного матрикса дермы, а также секретируют различные факторы роста, стимулирующие эффект пролиферации и миграции фибробластов, что в конечном счете обеспечивает реэпителизацию и ангиогенез зоны повреждения.
Выявленная динамика фибробластов в зоне повреждения может привести к получению дермы, имеющей состав и сборку коллагеновой сети, свойственной ей in vivo. На таком фоне можно ожидать и нормализацию коммуникаций между клетками дермы.
Финальной стадией заживления ожоговой раны считается фаза ремоделирования дермы с образованием фиброзной капсулы. При этом фибробласты грануляционной ткани активируются и приобретают экспрессию a-SMA, что указывает на трансформацию этих клеток в миофи-
Примечание: различие значимо при р < 0,05. Note: The difference is significant at p < 0.05.
Таблица 1. Количество животных с основными исходами в группах и их доли в зависимости от группы (срок наблюдения 2 месяца)
Table 1. Number of animals providing primary outcomes in groups and their percentage depending on the group (observation period of two months)
Группы экспериментальных животных Животные с основным исходом Уровень значимости Р
абс. доля (%)
Опыт (n = 15) 12 80 0,026
Контроль (n = 15) 6 40
Таблица 2. Количество животных с основными исходами в группах и их доли в зависимости от группы (срок наблюдения 4 месяца)
Table 2. Number of animals providing primary outcomes in groups and their percentage depending on the group (observation period of four months)
Группы экспериментальных животных Животные с основным исходом Уровень значимости Р
абс. доля (%)
Опыт (n = 15) 14 93 0,031
Контроль (n = 15) 9 60
Примечание: различие значимо при р < 0,05. Note: The difference is significant at p < 0.05.
бробласты. Сократительная активность клеток приводит к увеличению жесткости и механическому напряжению ЭЦМ. Относительно невысокая плотность этого маркера в клетках дермы на изученных участках предполагает, что переход фибробластов в миофибробласты здесь происходит постепенно, а это может указывать на процесс ремоделирования дермы без формирования грубого рубца.
Современная стратегия тканевой инженерии с использованием собственных клеток пациента для создания in vivo внеклеточного матрикса, похожего на исходный, может обеспечить альтернативу репарации кожи на пути ее заживления после ожога. Во всяком случае это, возможно, приведет к уменьшению различия между репа-ративной и здоровой тканью. Использование собственных фибробластов для синтеза ЭЦМ в зоне повреждения может обеспечить получение конечной дермы, имеющий состав и степень сборки коллагеновой сети, свойственной дерме in vivo. При этом можно рассчитывать, что коммуникации и между клетками, такими как фибробласты, макрофаги и кератиноциты, будут организованы правильно.
Наиболее перспективным в процессе регенерации дермы следует признать активацию синтеза коллагена, который служит в качестве каркаса для клеток дермы. Конструируя эффект жесткости или пористости каркаса, можно контролировать сборку синтезируемого
de novo внеклеточного матрикса. Это приведет к согласованности свойств синтезируемой дермы со свойствами кожи пациента и снизит или, во всяком случае, уменьшит структурные различия между восстановленной дермой и окружающей кожей.
При использовании различных заменителей кожи в случае лечения термических ран под угрозу ставится регуляторная роль внеклеточного матрикса, созданного нативными клетками, ибо синтезируемые фибробластами факторы роста не представляются другим типам клеток, таким как кератиноциты и эндотелиальные клетки, по обычной схеме, и здесь имеет место нарушение межклеточной трансдукции сигналов. Это прежде всего сказывается на характере формирования границы раздела дермы и эпидермиса.
Известно, что кожа, созданная с помощью тканевой инженерии, формирует плоскую дер-моэпидермальную границу. При использовании фибробластов для синтеза собственного ЭСМ происходит формирование профиля гребня с эпителиальными инвагинациями и фолликулярными структурами, которые типичны для физиологической дермоэпидермальной границы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Итак, новаторская идея состоит в том, чтобы позволить старым фибробластам частично восстановить их функции, а в группе вновь возник-
ших в процессе митоза клеток модифицировать молекулярные показатели их биологического возраста. Такой подход вполне может обеспечить модуляцию ЭЦМ с получением конечной дермы, аналогичной имеющейся.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ Регистрация протокола исследования
Протокол (включая вопросы исследования, основные особенности дизайна и план анализа) был подготовлен до начала исследования и одобрен Независимым этическим комитетом ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России.
Доступ к данным
Данные о проведенных исследованиях относятся к свободно доступным для машиночитаемого использования и дальнейшей републикации без ограничений авторского права, патентов и других механизмов контроля.
СООТВЕТСТВИЕ ПРИНЦИПАМ ЭТИКИ
Содержание и дизайн исследований согласованы с Независимым этическим комитетом федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Рос-
сийской Федерации (ул. им. Митрофана Седина, д. 4) протокол № 54 от 11.10.2017 г. Условия содержания животных и работы с ними соответствовали принципам Хельсинкской декларации о гуманном отношении к животным, директиве Европейского парламента и Совета Европейского союза 2010/63/ЕС от 22.09.2010 г. о защите животных, используемых для научных целей.
COMPLIANCE WITH ETHICAL STANDARDS
The study content and design were approved by the Independent Committee for Ethics (Minutes No. 54 as of October 11, 2017) of the Kuban State Medical University (Mitrofana Sedina str., 4, Krasnodar, Russia). The maintenance and handling of animals were consistent with the principles of the Declaration of Helsinki on Humane Treatment of Animals and Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of September 22, 2010 on the protection of animals used for scientific purposes.
ИСТОЧНИК ФИНАНСИРОВАНИЯ
Авторы заявляют об отсутствии спонсорской поддержки при проведении исследования.
FUNDING
The authors received no financial support for the research.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ_
1. Zhang X., Kang X., Jin L., Bai J., Liu W., Wang Z. Stimulation of wound healing using bioinspired hydrogels with basic fibroblast growth factor (bFGF). Int. J. Nanomedicine. 2018; 13: 3897-3906. DOI: 10.2147/ IJN.S168998
2. Velnar T., Bunc G., Klobucar R., Gradisnik L. Biomaterials and host versus graft response: a short review. Bosn. J. Basic. Med. Sci. 2016; 16(2): 82-90. DOI: 10.17305/bjbms.2016.525
3. Urciuolo F., Casale C., Imparato G., Netti P.A. Bio-engineered Skin Substitutes: the Role of Extracellular Matrix and Vascularization in the Healing of Deep Wounds. J. Clin. Med. 2019; 8(12): 2083. DOI: 10.3390/jcm8122083
4. Hesketh M., Sahin K.B., West Z.E., Murray R.Z. Macrophage Phenotypes Regulate Scar Formation and Chronic Wound Healing. Int. J. Mol. Sci. 2017; 18(7): 1545. DOI: 10.3390/ijms18071545
5. Завгородняя М.И., Макеева Л.В., Славчева О.С., Сулаева О.Н. Клеточные и молекулярные основы заживления ран. Morphologia. 2016; 10(3): 19-23. DOI: 10.26641/1997-9665.2016.3.19-23
6. Горохова В.С., Черновол П.А., Черновол В.П., Сулаева О.Н. Вариабельность ответа тромбоцитов на АДФ: от теории тромбогенеза к практическому применению богатой тромбоцитами плазмы. Кли-
ническая лабораторная диагностика. 2016; 61(6): 363-367. DOI: 10.18821/0869-2084-2016-6-363-367
7. Gilroy D., De Maeyer R. New insights into the resolution of inflammation. Semin. Immunol. 2015; 27(3): 161-168. DOI: 10.1016/j.smim.2015.05.003
8. Donati G., Watt RM. Stem cell heterogeneity and plasticity in epithelia. Cell Stem.Cell. 2015; 16(5): 465-476. DOI: 10.1016/j.stem.2015.04.014
9. Rittié L. Cellular mechanisms of skin repair in humans and other mammals. J. Cell Commun. Signal. 2016; 10(2): 103-120. DOI: 10.1007/s12079-016-0330-1
10. Motwani M.P., Flint J.D., De Maeyer R.P., Fullerton J.N., Smith A.M., Marks D.J., Gilroy D.W. Novel trans-lational model of resolving inflammation triggered by UV-killed E. coli. J. Pathol. Clin. Res. 2016; 2(3): 154165. DOI: 10.1002/cjp2.43
11. Schlader Z.J., Vargas N.T. Regulation of Body Temperature by Autonomic and Behavioral Thermo effectors. Exerc. Sport. Sci. Rev. 2019; 47(2): 116-126. DOI: 10.1249/JES.0000000000000180
12. Lombardi B., Casale C., Imparato G., Urciuolo F., Netti P.A. Spatiotemporal Evolution of the Wound Repairing Process in a 3D Human Dermis Equivalent. Adv. Healthc. Mater 2017; 6(13). DOI: 10.1002/ adhm.201601422
13. Martorina F., Casale C., Urciuolo F., Netti P.A., Im-parato G. In vitro activation of the neuro-transduction mechanism in sensitive organotypic human skin model. Biomaterials. 2017; 113: 217-229. DOI: 10.1016/j. biomaterials.2016.10.051
14. Boyce S.T., Lalley A.L. Tissue engineering of skin and regenerative medicine for wound care. Burns.Trauma. 2018; 6: 4. DOI: 10.1186/s41038-017-0103-y
15. Fetah K., Tebon P., Goudie M.J., Eichenbaum J., Ren L., Barros N., Nasiri R., Ahadian S., Asham-makhi N., Dokmeci M.R., Khademhossein A. The emergence of 3D bioprinting in organ-on-chip systems. Progress in Biomedical Engineering. 2019; 1(1): 012001. DOI: 10.1088/2516-1091/ab23df
16. Tarassoli S.P., Jessop Z.M., Al-Sabah A., Gao N., Whitaker S., Doak S., Whitaker I.S. Skin tissue engineering using 3D bioprinting: An evolving research field. J. Plast. Reconstr.Aesthet. Surg. 2018; 71(5): 615-623. DOI: 10.1016/j.bjps.2017.12.006
17. Boulet L.P. Airway remodeling in asthma: update on mechanisms and therapeutic approaches. Curr. Opin. Pulm. Med. 2018; 24(1): 56-62. DOI: 10.1097/ MCP.0000000000000441
18. Roy B., Yuan L., Lee Y., Bharti A., Mitra A., Shi-vashankar G.V. Fibroblast rejuvenation by mechanical reprogramming and redifferentiation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2020; 117(19): 10131-10141. DOI: 10.1073/pnas.1911497117
19. Путляев В.И., Евдокимов П.В., Мамонов С.А., Зорин В.Н., Климашина Е.С., Родин И.А., Саф-ронова Т.В., Гаршев А.В. Стереолитографиче-ская 3D-печать биокерамических матриксов заданной формы и архитектуры для регенерации костной ткани. Преспективные материалы. 2019; 5: 28-40. DOI: 10.30791/1028-978X-2019-5-28-40
20. Shinde A.V., Frangogiannis N.G. Mechanisms of Fi-broblast Activation in the Remodeling Myocardium. Curr. Pathobiol. Rep. 2017; 5(2): 145-152. DOI: 10.1007/s40139-017-0132-z
21. Wahlsten A., RQtsche D., Nanni M., Giampietro C., Biedermann T., Reichmann E., Mazza E. Mechanical stimulation induces rapid fibroblast proliferation
and accelerates the early maturation of human skin substitutes. Biomaterials. 2021; 273: 120779. DOI: 10.1016/j.biomaterials.2021.120779
22. Meleshina A.V., Bystrova A.S., Rogovaya O.S., Vo-rotelyak E.A., Vasiliev A.V., Zagaynova E.V. Skin tissue-engineering constructs and stem cells application for the skin equivalents creation (review). Modern Technologies in Medicine. 2017; 9(1): 198-220. DOI: 10.17691/stm2017.9.1.24
23. Lorenc Z.P., Bass L.M., Fitzgerald R., Goldberg D.J., Graivier M.H. Physiochemical Characteristics of Calcium Hydroxylapatite (CaHA). Aesthet. Surg. J. 2018; 38(suppl_1): S8-S12. DOI: 10.1093/asj/sjy011
24. Michalek I.M., Lelen-Kaminska K., Caetano Dos Santos F.L. Peptides stimulating synthesis of extracellular matrix used in anti-ageing cosmetics: Are they clinically tested? A systematic review of the literature. Australas J. Dermatol. 2019; 60(4): e267-e271. DOI: 10.1111/ajd.13036
25. Shpichka A., Butnaru D., Bezrukov E.A., Sukhanov R.B., Atala A., Burdukovskii V., Zhang Y., Timashev P. Skin tissue regeneration for burn injury. Stem Cell Res. Ther. 2019; 10(1): 94. DOI: 10.1186/s13287-019-1203-3
26. Urciuolo F., Casale C., Imparato G., Netti P.A. Bio-engineered Skin Substitutes: the Role of Extracellular Matrix and Vascularization in the Healing of Deep Wounds. J. Clin. Med. 2019; 8(12): 2083. DOI: 10.3390/jcm8122083
27. Zhang Y., Liang H., Luo Q., Chen J., Zhao N., Gao W., Pu Y., He B., Xie J. In vivo inducing collagen regeneration of biodegradable polymer microspheres. Regen. Biomater. 2021; 8(5): rbab042. DOI: 10.1093/ rb/rbab042
28. Akinbiyi T., Othman S., Familusi O., Calvert C., Card E.B., Percec I. Better Results in Facial Rejuvenation with Fillers. Plast.Reconstr. Surg. Glob. Open. 2020; 8(10): e2763. DOI: 10.1097/GOX.0000000000002763
29. Могильная ГМ., Фомичева Е.В. Характер ответной реакции дермы на сочетанное введение двух филлеров. Кубанский научный медицинский вестник. 2020; 27(4): 72-81. DOI: 10.25207/16086228-2020-27-4-72-81
REFERENCES
1. Zhang X., Kang X., Jin L., Bai J., Liu W., Wang Z. Stimulation of wound healing using bioinspired hydrogels with basic fibroblast growth factor (bFGF). Int. J. Nanomedi-cine. 2018; 13: 3897-3906. DOI: 10.2147/IJN.S168998
2. Velnar T., Bunc G., Klobucar R., Gradisnik L. Biomaterials and host versus graft response: a short review. Bosn. J. Basic. Med. Sci. 2016; 16(2): 82-90. DOI: 10.17305/bjbms.2016.525
3. Urciuolo F., Casale C., Imparato G., Netti P.A. Bio-engineered Skin Substitutes: the Role of Extracellular Matrix and Vascularization in the Healing of
Deep Wounds. J. Clin. Med. 2019; 8(12): 2083. DOI: 10.3390/jcm8122083
4. Hesketh M., Sahin K.B., West Z.E., Murray R.Z. Macrophage Phenotypes Regulate Scar Formation and Chronic Wound Healing. Int. J. Mol. Sci. 2017; 18(7): 1545. DOI: 10.3390/ijms18071545
5. Zavgorodniaia M.I., Makeieva L.V., Slavcheva O.S., Sulaieva O.N. Cellular and molecular basics of the wound healing. Morphology. 2016; 10(3): 19-23 (In Russ., English abstract). DOI: 10.26641/19979665.2016.3.19-23
6. Gorokhova V.S., Chernovol P.A., Chernovol V.P., Su-laieva O.N. The variability of response of thrombocytes to ADP: from theory of thrombogenesis to practical application of plasma rich in thrombocytes. Klin. Lab. Diagn. 2016; 61(6): 363-367 (In Russ., English abstract). DOI: 10.18821/0869-2084-2016-6-363-367
7. Gilroy D., De Maeyer R. New insights into the resolution of inflammation. Semin. Immunol. 2015; 27(3): 161-168. DOI: 10.1016/j.smim.2015.05.003
8. Donati G., Watt F.M. Stem cell heterogeneity and plasticity in epithelia. Cell Stem. Cell. 2015; 16(5): 465476. DOI: 10.1016/j.stem.2015.04.014
9. Rittie L. Cellular mechanisms of skin repair in humans and other mammals. J. Cell Commun. Signal. 2016; 10(2): 103-120. DOI: 10.1007/s12079-016-0330-1
10. Motwani M.P., Flint J.D., De Maeyer R.P., Fullerton J.N., Smith A.M., Marks D.J., Gilroy D.W. Novel trans-lational model of resolving inflammation triggered by UV-killed E. coli. J. Pathol. Clin. Res. 2016;2(3):154-165. DOI: 10.1002/cjp2.43
11. Schlader Z.J., Vargas N.T. Regulation of Body Temperature by Autonomic and Behavioral Thermo effectors. Exerc. Sport. Sci. Rev. 2019; 47(2): 116-126. DOI: 10.1249/JES.0000000000000180
12. Lombardi B., Casale C., Imparato G., Urciuolo F., Netti P.A. Spatiotemporal Evolution of the Wound Repairing Process in a 3D Human Dermis Equivalent. Adv. Healthc. Mater. 2017; 6(13). DOI: 10.1002/ adhm.201601422
13. Martorina F., Casale C., Urciuolo F., Netti P.A., Imparato G. In vitro activation of the neuro-transduction mechanism in sensitive organotypic human skin model. Biomaterials. 2017; 113: 217-229. DOI: 10.1016/j. biomaterials.2016.10.051
14. Boyce S.T., Lalley A.L. Tissue engineering of skin and regenerative medicine for wound care. Burns. Trauma. 2018; 6: 4. DOI: 10.1186/s41038-017-0103-y
15. Fetah K., Tebon P., Goudie M.J., Eichenbaum J., Ren L., Barros N., Nasiri R., Ahadian S., Ashammakhi N., Dokmeci M.R., Khademhossein A. The emergence of 3D bioprinting in organ-on-chip systems. Progress in Biomedical Engineering. 2019; 1(1): 012001. DOI: 10.1088/2516-1091/ab23df
16. Tarassoli S.P., Jessop Z.M., Al-Sabah A., Gao N., Whitaker S., Doak S., Whitaker I.S. Skin tissue engineering using 3D bioprinting: An evolving research field. J. Plast. Reconstr.Aesthet. Surg. 2018; 71(5): 615-623. DOI: 10.1016/j.bjps.2017.12.006
17. Boulet L.P. Airway remodeling in asthma: update on mechanisms and therapeutic approaches. Curr. Opin. Pulm. Med. 2018; 24(1): 56-62. DOI: 10.1097/ MCP.0000000000000441
18. Roy B., Yuan L., Lee Y., Bharti A., Mitra A., Shivashan-kar G.V. Fibroblast rejuvenation by mechanical reprogramming and redifferentiation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2020; 117(19): 10131-10141. DOI: 10.1073/ pnas.1911497117
19. Putlyaev V.I., Yevdokimov P.V., Klimashina E.S., Rodin I.A., Safronova T.V., Garshev A.V., Mamon-ov S.A., Zorin V.N. Stereolithographic 3D printing of bioceramic scaffolds of a given shape and architecture for bone tissue regeneration. Inorganic Materials: Applied Research. 2019; 10(5): 11011108 (In Russ., English abstract). DOI: 10.1134/ S2075113319050277
20. Shinde A.V., Frangogiannis N.G. Mechanisms of Fibroblast Activation in the Remodeling Myocardium. Curr. Pathobiol. Rep. 2017; 5(2): 145-152. DOI: 10.1007/s40139-017-0132-z
21. Wahlsten A., Rutsche D., Nanni M., Giampietro C., Biedermann T., Reichmann E., Mazza E. Mechanical stimulation induces rapid fibroblast proliferation and accelerates the early maturation of human skin substitutes. Biomaterials. 2021; 273: 120779. DOI: 10.1016/j.biomaterials.2021.120779
22. Meleshina A.V., Bystrova A.S., Rogovaya O.S., Vo-rotelyak E.A., Vasiliev A.V., Zagaynova E.V. Skin tissue-engineering constructs and stem cells application for the skin equivalents creation (review). Modern Technologies in Medicine. 2017; 9(1): 198-220. DOI: 10.17691/stm2017.9.1.24
23. Lorenc Z.P., Bass L.M., Fitzgerald R., Goldberg D.J., Graivier M.H. Physiochemical Characteristics of Calcium Hydroxylapatite (CaHA). Aesthet. Surg. J. 2018; 38(suppl_1): S8-S12. DOI: 10.1093/asj/sjy011
24. Michalek I.M., Lelen-Kaminska K., Caetano Dos Santos F.L. Peptides stimulating synthesis of extracellular matrix used in anti-ageing cosmetics: Are they clinically tested? A systematic review of the literature. Australas J. Dermatol. 2019; 60(4): e267-e271. DOI: 10.1111/ajd.13036
25. Shpichka A., Butnaru D., Bezrukov E.A., Sukhanov R.B., Atala A., Burdukovskii V., Zhang Y., Timashev P. Skin tissue regeneration for burn injury. Stem Cell Res. Ther. 2019; 10(1): 94. DOI: 10.1186/s13287-019-1203-3
26. Urciuolo F., Casale C., Imparato G., Netti P.A. Bio-engineered Skin Substitutes: the Role of Extracellular Matrix and Vascularization in the Healing of Deep Wounds. J. Clin. Med. 2019; 8(12): 2083. DOI: 10.3390/jcm8122083
27. Zhang Y., Liang H., Luo Q., Chen J., Zhao N., Gao W., Pu Y., He B., Xie J. In vivo inducing collagen regeneration of biodegradable polymer microspheres. Regen. Biomater. 2021; 8(5): rbab042. DOI: 10.1093/rb/ rbab042
28. Akinbiyi T., Othman S., Familusi O., Calvert C., Card E.B., Percec I. Better Results in Facial Rejuvenation with Fillers. Plast.Reconstr. Surg. Glob. Open. 2020; 8(10): e2763. DOI: 10.1097/GOX.0000000000002763
29. Mogilnaya G.M., Fomicheva E.V. Dermal response to combined double filler administration. Kuban Scientific Medical Bulletin. 2020; 27(4): 72-81 (In Russ., English abstract). DOI:10.25207/1608-6228-2020-27-4-72-81
ВКЛАД АВТОРОВ_
Могильная Г.М.
Разработка концепции — формирование идеи, формулировка и развитие ключевых целей и задач.
Проведение исследования — проведение исследования, анализ и интерпретация полученных данных.
Подготовка и редактирование текста — составление черновика рукописи, его критический пересмотр с внесением ценного замечания интеллектуального содержания.
Утверждение окончательного варианта статьи — принятие ответственности за все аспекты работы, целостность всех частей статьи и ее окончательный вариант.
Фомичева Е.В.
Разработка концепции — формирование идеи, формулировка и развитие ключевых целей и задач.
Проведение исследования — проведение исследования, анализ и интерпретация полученных данных.
Подготовка и редактирование текста — составление черновика рукописи, его критический пересмотр с внесением ценного замечания интеллектуального содержания.
Утверждение окончательного варианта статьи — принятие ответственности за все аспекты работы, целостность всех частей статьи и ее окончательный вариант.
Проведение статистического анализа — применение статистических методов для анализа и синтеза данных исследования.
Мелконян К.И.
Разработка концепции — развитие ключевых целей и задач.
Проведение исследования — проведение исследования, анализ и интерпретация полученных данных.
Подготовка и редактирование текста — составление черновика рукописи, его критический пересмотр с внесением ценного замечания интеллектуального содержания.
Утверждение окончательного варианта статьи — принятие ответственности за все аспекты работы, целостность всех частей статьи и ее окончательный вариант.
Ресурсное обеспечение исследования — предоставление инструментария.
AUTHOR CONTRIBUTIONS_
Mogilnaya G.M.
Conceptualization — concept statement; statement and development of key goals and objectives.
Conducting research — conducting research; analysis and interpretation of the obtained data.
Text preparation and editing — drafting of the manuscript and its critical revision for valuable intellectual content;
Approval of the final version of the paper — agreement to be accountable for all aspects of the work, the integrity of all parts of the paper, and its final version.
Fomicheva E.V.
Conceptualization — concept statement; statement and development of key goals and objectives.
Conducting research — conducting research; analysis and interpretation of the obtained data.
Text preparation and editing — drafting of the manuscript and its critical revision for valuable intellectual content;
Approval of the final version of the paper — agreement to be accountable for all aspects of the work, the integrity of all parts of the paper, and its final version.
Statistical analysis — application of statistical methods for the analysis and synthesis of data.
Melkonian K.I.
Conceptualization — development of key goals and objectives.
Conducting research — conducting research; analysis and interpretation of the obtained data.
Text preparation and editing — drafting of the manuscript and its critical revision for valuable intellectual content;
Approval of the final version of the paper — agreement to be accountable for all aspects of the work, the integrity of all parts of the paper, and its final version.
Resource support — provision of instruments.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ / INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Могильная Галина Михайловна — доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой гистологии с эмбриологией федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации.
https://orcid.org/0000-0002-4354-2702
Фомичева Евгения Васильевна — кандидат биологических наук, доцент кафедры гистологии с эмбриологией федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации.
https://orcid.org/0000-0002-2050-2417
Контактная информация: e-mail: fomevg@mail.ru; тел. +7 (918) 151-44-48;
ул. им. Митрофана Седина, д. 4, г. Краснодар, 350063, Россия.
Мелконян Карина Игоревна — кандидат медицинских наук, доцент; заведующая Центральной научно-исследовательской лабораторией федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации.
https://orcid.org/0000-0003-2451-6813
Galina M. Mogilnaya — Dr. Sci. (Med.), Prof., Head of Department for Histology and Embryology, Kuban State Medical University, Ministry of Healthcare of the Russian Federation.
https://orcid.org/0000-0002-4354-2702
Evgeniya V. Fomicheva* — Cand. Sci. (Biol), Assoc. Prof., Department for Histology and Embryology, Kuban State Medical University, Ministry of Healthcare of the Russian Federation.
https://orcid.org/0000-0002-2050-2417
Contact information: e-mail: fomevg@mail.ru; tel. +7 (918) 151-44-48;
Mitrofana Sedina str., 4, Krasnodar, 350063, Russia.
Karina I. Melkonian — Cand. Sci. (Med.), Assoc. Prof., Head of the Central Research Laboratory, Kuban State Medical University, Ministry of Healthcare of the Russian Federation.
https://orcid.org/0000-0003-2451-6813
* Corresponding author / Автор, ответственный за переписку
