CC BY
228
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2018 - V. 25, № 3 - P. 182-186
УДК: 616.5-08.615.2-092.9
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИМПЛАНТА ИЗ ПОЛИМОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ ПРИ ЕГО СУБДЕРМАЛЬНОЙ ЛОКАЛИЗАЦИИ
Г.М. МОГИЛЬНАЯ, Е.В. ФОМИЧЕВА, Ю.Е. БЛАТТ
ГБОУВПО «Кубанский государственный медицинский университет», ул. Седина, д. 4, Краснодар, Россия, 35060, e-mail: [email protected]
Аннотация. Работа посвящена характеристике состояния дермы в зоне введения полимолочной кислоты. Дана оценка морфогистохимического статуса самого импланта и морфологических преобразований, происходящих на участке прилежащей дермы в сроки соответствующие 2 неделям, 1 и 2 месяцам после введения препарата. Исследование выполнено на крысах (30 особей), препарат вводили субдермально в объеме 0.05 мл. Срезы окрашивали гематоксилином и эозином, по Ван- Гизону, а также с помощью реакции Маллори и Массона. Коллагеновые волокна изучали после окраски пик-росириусом красным в поляризованном свете. Показано, что полимолочная кислота активирует эффект неоколлагеногенеза в различных зонах по-разному. Так для капсулы, окружающей имплант, характерно увеличение ее толщины; для дермы, расположенной над имплантом, активация синтеза коллагена установлена по эффекту утолщения самих коллагеновых волокон и увеличению их числа, а в зоне импланта, за счет увеличения числа клеток от периферии к центру и появлением между ними коллагеновых фибрилл. Результаты морфометрии соотношения фибриллярного и аморфного компонентов в дерме и импланте подтверждают увеличение обьема волокнистого компонента на участке дермы и наличия выраженной тенденции к его увеличению в зоне импланта.
Ключевые слова: дерма, полимолочная кислота, имплант, филлер, неоколлагеногенез в дерме.
Введение. Одной из актуальных задач современной регенеративной медицины является разработка тканеинженерных конструкций, способных заменить на постоянной или временной основе поврежденные или разрушенные органы и ткани. Особый интерес в этих реконструктивных процессах представляет кожа, сочетающая в себе единство структуры и функции, которое весьма ярко проявляется в условиях заживления кожных ран, процесс, который с полным основанием может быть определен как многофакторный. Ведущим клеточным элементом, обеспечивающим восстановление дермы и, в частности, ее экстрацеллю-лярного матрикса, являются фибробласты. Регуляцией функциональной активности которых заняты косметологи, использующие обширный арсенал филлеров для устранения возрастных изменений кожи, при этом одним из оценочных факторов используемых вольюмайзеров является степень активации ими процесса не-околлагеногенеза [7]. Согласно данным литературы к филлерам, обладающим подобным эффектом наряду с ранее нами изученным препаратом радиесс [1] относится и полимолочная кислота - это синтетический биодеградирую-щий полимер, не вызывающий отторжения, полностью резорбируемый и элиминирующий-
ся из организма естественным путем [6]. Однако механизм влияния полимолочной кислоты на компоненты дермы, а также морфогистохи-мический статус самого импланта до конца остаются неизученными и активно дискутируются в литературе [2,3,8].
Цель исследования - характеристика импланта из полимолочной кислоты и оценка состояния дермы в зоне его введения.
Материалы и методы исследования. Объектом исследования послужили беспородные крысы-самцы весом 200-250 г. (30 особей, ПЛЖ «Рапполово» Ленинградской области). Эксперимент проводился с разрешения Этического комитета ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России с соблюдением «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных». Всем животным вводили препарат полимолочной-а-кислоты (AestheFill, Korea) субдермально в объеме 0,05 мл в заднюю часть шеи (холку). В группе интактных животных (контроль) использовали стерильный физиологический раствор в той же дозе. Оценку результатов проводили спустя две недели, 1 и 2 месяца после инъекции. Для морфологического изучения использовали биоптаты кожи, которые подвергали стандартной гистологической обработке. Полученные срезы окрашивали ге-
матоксилином и эозином, по Ван-Гизону, а также с помощью реакций Маллори и Массона [4]. Для типирования фибриллярных структур дермы использовали окраску пикросириусом красным [5] с последующим изучением микропрепаратов в поляризованном свете при скрещенном анализаторе и поляризаторе микроскопа МП-8, где превалирование красного спектра в поляризованном свете интерпретировали как показатель наличия коллагена I типа, а превалирование зеленого спектра как факт присутствия коллагена III типа.
Для морфометрической характеристики доли обьема аморфного и волокнистого компонентов дермы и импланта использовали микропрепараты, окрашенные по Ван-Гизону. При этом микрофотографии в формате TIE получали с помощью цифровой камеры для микроскопии DCM 310 и программы Scion Image. Соотношение аморфного и волокнистого компонента рассчитывали как процент площади видеоизображения микропрепарата при увеличении 40*10. Измеряемая площадь составляла 100*100 пиксел компьютерного монитора класса SVGA при его разрешении 600*800 пикселей. Все цифровые данные подвергались статистической обработке по программе Microsoft Excell.
Результаты и их обсуждение. В микропрепаратах, окрашенных гематоксилином и эозином, через 2 недели после имплантации четко видна зона введения полимолочной кислоты (ПК), окруженная капсулой, состоящей из рыхлой волокнистой соединительной ткани. Внутренняя часть импланта представляет собой многочисленные вакуолизированные участки, которые следует рассмат-ривать как микросферы, ограниченные одним слоем окси-фильно окрашенных плоских клеток, формирующих вокруг микросфер капсулу. Между микросферами типируются капилляры и арте-риолы, заполненные кровью, а также значительное количество клеток макрофаго-подобного типа. Гигантские многоядерные клетки отсутствуют.
Спустя 1 месяц на участке импланта происходит некоторое снижение диаметров микросфер. В зоне между микросферами увеличивается число клеток и это в основном клетки фиб-робластического ряда. На участке наружной капсулы снижается количество кровенаполнен-ных кровеносных сосудов, но капсула окружает весь имплант, отграничивая его от дермы.
Через 2 месяца после инъекции ПК размеры импланта уменьшаются, часть вакуолей вокруг микросфер сужается, но стенки вакуолей сохраняют один слой уплощенных оксифильно окрашенных клеток, а местами и тонких фибрилл. Внутри импланта появляются пучки кол-лагеновых волокон, разделяющие его на отдельные фрагменты. Территория вокруг микросфер содержит большое количество клеток удлиненной формы с гиперхромными ядрами. По краю капсулы, окружающей имплант, появляются единичные гигантские клетки инородных тел. Первоначально капсула, выявляемая вокруг импланта, формируется с его наружной стороны как прослойка рыхлой волокнистой соединительной ткани с большим количеством капилляров и артериол, содержащих эритроциты, с последующим добавлением к ней колла-геновых волокон и отдельных гладкомышеч-ных клеток. На стороне импланта, прилежащего к дерме, капсула имеет вид прослойки рыхлой соединительной ткани, и этот статус сохраняется до 2 месяцев наблюдения.
При окраске по методу Маллори в серии срезов, соответствующих трем срокам наблюдения, отмечается, что через две недели после введения импланта внутри его (в зоне между микросферами) выявляются группы коротких коллагеновых волокон. Спустя один месяц на стороне импланта, прилежащего к дерме, ти-пируется капсула из коллагеновых волокон, содержащая короткие, но достаточно широкие пучки. Большое количество коллагена и в дерме под имплантом. В самом импланте каждая микросфера окружена темно-синими тонкими волокнами, образующими для нее капсулу. Между микросферами аморфный матрикс голубого цвета с большим количеством клеток.
В течение двух последующих месяцев наблюдения характер распределения фибриллярного компонента дермы сохраняется, и она представлена грубыми темно-синими коллаге-новыми волокнами, расположенными плотно и в зоне сетчатого, и сосочкового слоев. Размеры импланта уменьшаются за счет снижения числа микросфер и размеров их полости.
Проведенная нами морфометрия обьема волокнистого и аморфного матрикса в срезах, окрашенных по Ван-Гизон показала, что по сравнению с контролем (18,3±0,6) p<0,05) в зоне дермы над имплантом происходит увеличение фибриллярного компонента почти в 2 раза (31,1±1,4 p<0,05) и снижение обьема аморфного
компонента (28,6±0,6 - контроль и 18,1±0,9 -2 месяца после инъекции). На участке импланта выявляется лишь тенденция к увеличению обьема волокнистого компонента. При суммарном выявлении коллагенов I и III типов в окраске пикро-сириусом красным с последующей поляризационной микроскопией оказалось, что спустя 2 недели после введения ПК в зоне вокруг импланта четко дифференцируется широкая капсула, прилежащая к дерме с внутренней стороны, и узкая с наружной. При этом волокна внутренней капсулы обнаруживают свечение от желтого к красному спектру, что указывает на присутствие в ее составе коллагена I типа. В тоже время наружная капсула тонкая, она образована короткими фибриллами, обнаруживающими свечение красного и желтого цветов, в виде «штрихов».
При изучении срезов, полученных спустя 1 месяц после введения импланта в окраске сириусом красным с последующей поляризационной микроскопией, отмечается эффект свечения коллагеновых волокон капсулы, волокна этого типа обнаруживают желтое свечение с единичными точечными вкраплениями красного цвета. Свечение волокон вокруг микросфер отсутствует, и имплант не содержит структур с эффектом свечения. Вокруг имплан-та скапливаются волокна темно-зеленого цвета с примесью небольшого количества волокон с желтым свечением, что указывает на преимущественное присутствие коллагена III типа.
Спустя два месяца после введения полимолочной кислоты при изучении окраски сириусом красным в поляризованном свете коллаге-новые волокна капсулы обнаруживают с внутренней стороны ярко-желтое свечение, а с наружной - одни волокна желтого цвета, а другие - зеленого цвета, что указывает на присутствие здесь коллагенов I и III типов. Внутри импланта появляются волокна, обнаруживающие свечение красного, желтого и зеленого цветов, при этом волокна упомянутого цвета имеют вид коротких «штрихов». Местами можно увидеть, что поверхность микросфер ограничена желто-красными волокнами, как бы формирующими стенку капсулы, не всех, а лишь отдельных микросфер.
Полученные данные показывают, что спустя две недели после инъекции ПК в зоне под дермой типируется имплант, окруженный соединительнотканной капсулой. С учетом данных, имеющихся в литературе, за две недели
пребывания импланта вокруг него произошли изменения, связанные с адсорбцией белков крови в зоне альтерации. Каскад реакций, разыгрывающийся на поверхности биоматериала и вокруг него, в конечном счете привел к формированию «временной матрицы» с набором веществ, обеспечивающих в дальнейшем реакцию ткани на инородное тело [8]. Исходом такой реакции следует считать факт формирования биологической системы, способной к модуляции активности макрофагов, пролиферации и активации фибробластов, задействованных в воспалительной реакции, а позже и в процессе заживления. При этом острый воспалительный ответ инициируется нейтрофилами с последующим рекрутированием моноцитов/макрофагов, и завершается обычно в течение одной недели.
Описываемый нами срок, а это - 2 недели, исходя из фазности ответной реакции ткани на инородное тело, соответствует стадии хронического воспаления. Изменения в этот период связаны с появлением в зоне импланта моно-нуклеаров (моноцитов и лимфоцитов), единичных гигантских клеток инородных тел, а вокруг импланта грануляционной ткани.
К концу первого месяца происходит переход грануляционной ткани, окружающей им-плант, в плотную соединительную ткань с наличием аутологичных коллагеновых фибрилл. Микросферы сужаются, но они сохраняют эффект инкапсуляции и окружены уплощенными фибробластами. Развивающаяся стадия хронического воспаления протекает с образованием грануляционной ткани, инфильтрированной фибробластами и сохраняющей эффект неова-скуляризации. Эти изменения отчетливо наблюдаются по краям импланта, где локализуется капсула.
Сравнительное изучение объема коллагенов I и III типов показало различное их содержание c нарастанием объема коллагена III типа. Однако капсула на участке, обращенном к дерме, содержит преимущественно коллаген I типа. Присутствие гигантских клеток инородных тел наблюдается спустя 1 месяц после имплантации и может интепретироваться как механизм пролонгированной ответной реакции.
Микросферы импланта по сути дела формируют скафолд для новообразования ткани с эффектом стимуляции процесса синтеза коллагена вокруг него с трансдукцией этого процесса и на участке прилежащей дермы. С удлинением
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2018 - V. 25, № 3 - P. 182-186
срока наблюдения наблюдается уменьшение размеров микросфер, в некоторых случаях видны пучки коллагеновых волокон, разграничивающих имплант на территории.
Относительно механизма влияния ПК на дерму единое мнение в литературе отсутствует. Череда наблюдаемых в зоне импланта изменений связана с появлением в нем фибробластов, макрофагов и расположенных между микросферами отдельных филамент.
Заключение. Таким образом, полученные данные позволяют считать, что ПК активирует эффект неоколлагеногенеза в различных зонах по разному. Так для капсулы, окружающей им-
плант, характерно увеличение ее толщины; для дермы, расположенной над имплантом, активация синтеза коллагена улавливается по эффекту утолщения самих коллагеновых волокон и увеличение их числа, а в зоне импланта, за счет увеличения числа клеток от периферии к центру и появлением между ними коллагено-вых фибрилл. Результаты морфометрии соотношения фибриллярного и аморфного компонентов в дерме и импланте подтверждают увеличение объема волокнистого компонента на участке дермы и наличия выраженной тенденции к его увеличению в зоне импланта.
MORPHOLOGICAL TRANSFORMATIONS OF THE IMPLANT FROM THE POLYLACTIC ACID AT ITS
SUBDERMAL LOCALIZATION
G.M. MOGILNAYA, E.V. FOMICHEVA , Y.E. BLATT Kuban State Medical University, Sedin Str., 4, Krasnodar, 350063, Russia, e-mail: [email protected]
Abstract. The work is devoted to the characterization of the derma state in the zone of polylactic acid injection. The evaluation of the morphohistochemical status of the implant itself and of the morphological transformations occurring on the adjacent dermis in terms corresponding to 2 weeks, 1 and 2 months after the administration of the drug is given. The study was performed on rats (30 individuals), the drug was sub-dermally administered in volume 0.05 ml. The sections were stained with hematoxylin and eosin, according to Van Gieson, and also with the help of the Mallory and Masson reaction. Collagen fibers were studied after staining with picrosirius red in polarized light. It is shown that polylactic acid activates the effect of neocol-lagenogenesis in different zones in different ways. So for the capsule surrounding the implant, it is characteristic to increase its thickness; for the dermis located above the implant, the activation of collagen synthesis is established by the effect of thickening the collagen fibers themselves and increasing their number, and in the implant zone, by increasing the number of cells from the periphery to the center and the appearance of collagen fibrils between them. The results of the morphometry of the ratio of fibrillar and amorphous components in the dermis and implant confirm the increase in the volume of the fibrous component in the dermal region and a tendency to increase in the implant zone.
Key words: dermis, polylactic acid, implant, filler, neocollagenogenesis in the dermis.
Литература
1. Могильная Г.М., Фомичева Е.В., Блатт Ю.Е. Статус эпидермиса при введении препаратов «Радиесс» и «Люминера» // Кубанский научный медицинский вестник. 2015. Т.153, №4. С. 93-97.
2. Сarruthers J., Humphrey S. Filler and Neocolla-genesis // Dermatol Surg. 2014. Vol. 40. P. 134-136.
3. Lamperle G., Knapp T., Sadick N. Arte Fill permanent injectable for soft tissue augmentation: I. Mechanism of action and injection techniques // Aesth Plast Surg. 2010. Vol. 34. P. 264-272.
4. Pearce A. Histochemistry. Theoretical and ap-
References
1. Mogil'naya GM, Fomicheva EV, Blatt YUE. Status ehpidermisa pri vvedenii preparatov «Radiess» i «Lyuminera» [The status of the epidermis with the introduction of drugs "Radiesse" and "Luminaire»]. Kubanskij nauchnyj medicinskij vestnik. 2015;153(4):93-7. Russian.
2. Сarruthers J, Humphrey S. Filler and Neocolla-genesis. Dermatol Surg. 2014;40:134-6.
3. Lamperle G, Knapp T, Sadick N. Arte Fill permanent injectable for soft tissue augmentation: I. Mechanism of action and injection techniques. Aesth Plast Surg. 2010;34:264-72.
4. Pearce A. Histochemistry. Theoretical and ap-
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2018 - V. 25, № 3 - P. 182-186
plied. London, 1968. 561 p.
5. Rich L., Whittaker P. Collagen and Picrosirius Red Staining: a polarized light assessment of fibrillar hue and spatial distribution // Braz. J. Morphol. Sci. 2005. Vol. 22. P. 97-104.
plied. London; 1968.
5. Rich L., Whittaker P. Collagen and Picrosirius Red Staining: a polarized light assessment of fibrillar hue and spatial distribution. Braz. J. Morphol. Sci. 2005;22:97-104.
6. Schierle C., Casas L. Nonsurgical rejuvenation of the aging face with injectable poly-L-lactic acid for restoration of soft tissue volume // Aesthet Surg J. 2011. Vol. 31. P. 95-109.
6. Schierle C, Casas L. Nonsurgical rejuvenation of the aging face with injectable poly-L-lactic acid for restoration of soft tissue volume. Aesthet Surg J. 2011;31:95-109.
7. Turlier V., Delalleau A., Casas C. Association between collagen production and mechanical stretching in dermal extracellular matrix: in vivo effect of cross-linked hyaluronic acid filler. A randomised, placebo-controlled study // J Dermatol Sci. 2013. Vol. 69. P. 187-194.
7. Turlier V, Delalleau A, Casas C. Association between collagen production and mechanical stretching in dermal extracellular matrix: in vivo effect of cross-linked hyaluronic acid filler. A randomised, placebo-controlled study. J Dermatol Sci. 2013;69:187-94.
8. Vleggaar D., Fitzgerald R., Lorenc Z.P. Composition and mechanism of action of poly-L-lactic acid in soft tissue augmentation // J Drugs Dermatol. 2014. Vol. 13. P. 29-31.
8. Vleggaar D, Fitzgerald R, Lorenc ZP. Composition and mechanism of action of poly-L-lactic acid in soft tissue augmentation. J Drugs Dermatol. 2014:13:29-31.
