CC BY
363
УДК 616-091.8
DOI 10.21685/2072-3032-2019-2-12
А. Н. Митрошин, М. Г. Федорова, И. В. Латынова, А. А. Нефедов
СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРИМЕНЕНИИ СКАФФОЛДОВ В РЕГЕНЕРАТИВНОЙ МЕДИЦИНЕ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
Аннотация.
Среди современных и инновационных направлений все большее значение приобретает регенеративная медицина. Вследствие научно-технологического прогресса стали развиваться такие дисциплины, как клеточная и тканевая инженерия. Именно на этих науках основываются ключевые принципы и наиболее перспективные направления развития регенеративной медицины. В середине XX столетия восстановление структуры органов и тканей, поврежденных вследствие травм или других факторов, осуществлялось только при пересадке собственных тканей организма. Подобные методы имели ряд выраженных недостатков. Развитие биоинженерии как отдельной дисциплины позволило по-новому взглянуть на проблему регенерации тканей. Главные задачи работ в этой области - создание и введение новых методов восстановления структуры и функции тканей и органов и, как следствие, поиск альтернатив лечения ранее неизлечимых заболеваний. Одним из таких методов является разработка тканевых аналогов, состоящих из носителей, именуемых скаффолдами. В данной работе описаны современные представления о поиске, создании и использовании скаффолдов в регенеративной медицине.
Ключевые слова: регенеративная медицина, тканевая инженерия, структура, ткань, клетка, орган.
A. N. Mitroshin, M. G. Fedorova, I. V. Latynova, A. A. Nefedov
MODERN IDEAS ABOUT THE USE OF SCAFFOLDS IN THE REGENERATIVE MEDICINE (LITERATURE REVIEW)
Abstract.
Regenerative medicine is becoming increasingly important among the modern and innovative trends. The development of disciplines such as cellular and tissue engineering has begun as a result of scientific and technological progress. The basic principles and the most promising directions for the development of regenerative medicine are based on these sciences. In the middle of the 20th century, the restoration of the structure of organs and tissues damaged by injuries or other factors was possible only by transplanting the body's own tissues. The development of bioengineering as a separate discipline allows you to take a fresh look at the problem of tissue regeneration. The main objectives of the work in this area are the creation and introduction of new methods of restore the structure and function of tissues and organs and, as a consequence, the search for alternatives to the treatment options for
© Митрошин А. Н., Федорова М. Г., Латынова И. В., Нефедов А. А., 2019. Данная статья доступна по условиям всемирной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License (http://creativecommons.org/ licenses/by/4.0/), которая дает разрешение на неограниченное использование, копирование на любые носители при условии указания авторства, источника и ссылки на лицензию Creative Commons, а также изменений, если таковые имеют место.
previously incurable diseases. The one of such methods is the development of tissue analogs consisting of carriers which are called as scaffolds. This paper describes the modern understanding of the search, creation and use of scaffolds in the regenerative medicine.
Keywords: regenerative medicine, tissue engineering, structure, tissue, cell, organ.
Введение
Регенеративная медицина является новым направлением, базирующимся на инновационных подходах к терапии болезней [1]. Широкие возможности применения клеточных технологий в этой сфере сделали их основой для разработки подходов к лечению различных заболеваний [2]. Это послужило мощным импульсом к развитию тканевой инженерии.
Известно, что клеточная и тканевая инженерия - это перспективная область регенеративной медицины, которая занимается проблемой восстановления структуры и функции поврежденных тканей и органов. Основной целью научно-исследовательских работ в данном направлении является исследование вариантов лечения прежде неизлечимых заболеваний и травм, которое заключается в разработке методов воссоздания эквивалентов поврежденных тканей и органов для замещения этих структур с последующим восстановлением их функции [1, 2].
Начальные разработки по регенерации собственных тканей появились еще в середине XX столетия. Методики тех времен были основаны исключительно на использовании собственных тканей.
Данный метод и сегодня находит широкое применение. При этом он не лишен недостатков, таких как ограничение объема трансплантируемого участка, повреждение донорских тканей, большая длительность реабилитационного периода.
На сегодня вышеописанные недостатки можно исправить с помощью достижений тканевой инженерии, в частности созданием тканевых конструкций, состоящих из своеобразных носителей, именуемых матрицами, или скаффолдами. Особенностью данных матриц является уникальная возможность выращивания на них клеток разных типов [2, 3].
Скаффолды состоят из биорезорбируемых материалов, которые заселяются собственными клетками, благодаря чему достигается максимальная эффективность регенерации при отсутствии отторжения трансплантата. Благодаря универсальности метода возможно его применение в различных направлениях медицины. К примеру, скаффолды используют для лечения ожогов и других повреждений кожных покровов с целью восстановления дефектов внутренних органов и костей [1, 3, 4].
В данной работе описаны современные представления о поиске, разработке и использовании скаффолдов в современной регенеративной медицине.
Основные требования к созданию скаффолда
Важным условием создания скаффолдов является наличие оптимальных биоинженерных качеств, которые позволяют материалам восстановить поврежденные ткани и органы, имитируя физиологические процессы в замещаемых биоструктурах [1, 5, 6].
Восстановление поврежденной ткани возможно при условии, что скаф-фолд содержит структуру, которая функционирует как образец для роста новой ткани и стимулирует процесс регенерации. Свойство перемещаться и проникать в межклеточный матрикс, кроме того, активизировать рост ткани во всех направлениях установленного образца, проявляется вследствие наличия взаимосвязанной сети пор, соединенных друг с другом [2, 7, 8].
Характерной чертой совершенных матриксов считается их способность к биологической деградации [3, 9].
Продуктами разрушения материала матрикса должны быть нетоксичные элементы, которые выводятся из организма либо вовлекаются в естественные биохимические циклы в отсутствие системного и местного накопления. Реакции иммунологического отторжения исключаются за счет встраивания подобных материалов в обмен веществ [9, 10].
Деформативные и механические качества имплантируемого скаффолда должны отвечать свойствам естественной ткани реципиента. Прочность и структура рассасывающейся основы должны сохраняться до тех пор, пока не будет восстановлено достаточное количество необходимой ткани в участке дефекта [4].
Таким образом, определены следующие требования к скаффолдам: отсутствие иммунологического ответа, воспалительной реакции и цитотоксич-ности, необходимая механическая прочность в соответствии с назначением и местом имплантации, обеспечение адгезии, пролиферации, фиксации и диф-ференцировки клеток, хорошая биорезорбируемость.
Разновидности скаффолдов
Скаффолды внеклеточного коллагенового матрикса (ВКМ) сформированы структурными и функциональными молекулами, которые секретируют-ся клетками ткани и органа, из которых они состоят. По этой причине конкретный состав и распределение компонентов ВКМ будут изменяться в зависимости от источника ткани [3, 11, 12].
Выделяют следующие виды матриксов: экстракорпоральные системы и имплантаты, которые в свою очередь бывают закрытыми и открытыми. Закрытый матрикс образован полупроницаемой микропористой мембраной, ограничивающей взаимодействие жидкостей организма с имплантируемыми клетками [13-16].
В настоящее время разработаны матриксы из микробиологических материалов в различных фазовых состояниях (гели, порошки, растворы), на их основе получают дву- и трехмерные скаффолды в виде ультратонких пленок, мембран, губок, пористых конструкций.
Губки представляют собой твердотельные высокопористые системы (80-95 % пор), размеры пор которых варьируются в зависимости от способа получения и условий их применения [16].
Такой вид матриксов, как резорбируемая (рассасывающаяся) мембрана, создан для использования в хирургической стоматологии для активирования регенерации, наложения на имплантат и восстановления пародонта. Мембрана обеспечивает естественную длительную барьерную функцию, основанную на специфическом составе и структуре коллагеновых волокон.
В клиническом использовании удобна гель-форма скаффолда, позволяющая материалу посредством малоинвазивных методов доставляться на участки имплантации. Этот ВКМ может транспортироваться специальными катетерами или иглоуправляемыми хирургическими методами в разные анатомические зоны [3, 4]. Однако важен тот факт, что необходимо сохранять биологическую активность геля, избегая при этом этапы очистки, которые имеют все шансы уничтожить активные факторы роста и низкомолекулярные пептиды, имеющиеся в нативном ВКМ.
Исследования показали, что может быть получена гель-форма из под-слизистой основы тонкой кишки свиньи, которая способна поддерживать рост и дифференциацию разнообразия клеток in vitro, но для получения этой гель-формы необходим агрессивный процесс очистки коллагена, который, вероятно, приведет к потере биоактивных молекул [17-19].
Скаффолды на основе порошка сохраняют ультраструктурные и трехмерные особенности поверхности исходного материала [3, 4]. Кроме того, подобные формы ВКМ применимы в сочетании с синтетическими полимерами для создания гибридных скаффолдов.
Синтетические скаффолды представляют альтернативу естественным. Однако сочетание синтетического материала с ВКМ поможет в расширении его механических и материальных свойств. Подобное сочетание может выявить недостатки, т.е. воспалительный ответ хозяина на многие искусственные материалы [16, 20, 21].
Известно, что скаффолды согласно своей природе ограничены свойствами ткани, из которой они разработаны, такими как форма, механические свойства и диффузия кислорода [17, 22-24].
Материальные свойства скаффолдов также могут зависеть от производственных процессов (механических или химических методов удаления клеток) и от возраста и состояния здоровья животного, которое послужило донором для изготовления ВКМ.
Модификация поверхности скаффолдов
Существуют методы возможного манипулирования механическими свойствами скаффолдов, чтобы приспособить их для конкретного предназначения [25-27].
Большая часть биоразлагаемых синтетических полимеров, к примеру PGA и PLA, гидрофобные и могут нуждаться в модификации их поверхности с целью улучшения адгезии клеток. Это достигается наложением на поверхность скаффолда, химической модификацией, плазменной обработкой или модификацией методики изготовления самого скаффолда [28-30].
Адгезивность клеток к поверхности полимера обеспечивается покрытием поверхности скаффолда белками внеклеточного матрикса, такими как фиброн-ектин, витронектин и коллаген, что является самым простым методом модификации поверхности. Домен связывания клеток с фибронектином, витронек-тином и коллагеном содержит RGD-трипептид (Arg-Gly-Asp) [28, 31-33].
В исследовании, посвященном инженерии пищевода, использовали би-оразлагаемое высокомолекулярное соединение L-лактид-капролактон с измененной аминолизисом поверхностью, на которой образовались свободные
аминогруппы. Показано, что фибронектин- и коллагенмодифицированные поверхности эффективнее поддерживают рост клеток гладких мышц и эпителиальных клеток [34-37].
В некоторых исследованиях было доказано, что самоорганизующиеся пептидные гидрогелевые скаффолды эффективно поддерживают прикрепление клеток к матриксу, что дает возможность достичь прогресса в создании кости и хряща [31, 34, 35].
В указанные гидрогелиевые скаффолды были включены в основном амфифильные пептиды, в которых чередуются положительно заряженные лизин или аргинин и отрицательно заряженные аспартат и глутамат [10, 38]. Эти пептиды содержали 50 % заряженных аминокислот, и для них были характерны периодические повторы ионных гидрофильных и гидрофобных аминокислот [34, 35].
Таким образом, взаимодействие между полярными и неполярными, гидрофильными-гидрофильными, гидрофобными-гидрофобными поверхностями способствует самоорганизации материала в нановолокна гидрогеля, который может покрывать поверхности и дает возможность инкапсулироваться клеткам [39, 40].
Матрицы на основе подслизистой оболочки тонкой кишки
Скаффолд состоит из 17 фибриллярных белков (в большей степени коллаген I типа и эластин), которые обеспечивают упругую и прочную пространственную архитектонику. В незначительном количестве в состав матрицы входит коллаген III, IV, V и VI типов [41].
ВКМ содержит множество гликозаминогликанов (ГАГ), таких как гепарин, гепарансульфат, хондроитин-сульфат А и гиалуроновая кислота [42]. Они снижают воспаление и обеспечивают связывание и прикрепление клеток. Однако количество ГАГ, оставшихся в ткани после удаления клеток, сильно зависит от метода удаления (при использовании ионных детергентов).
Скаффолды природного происхождения включают подслизистую тонкого кишечника, бесклеточную дерму, амниотические мембраны, фасции, ацеллюлярный мочевой пузырь.
Одним из вариантов подобных скаффолдов является матрица, основу которой составляет подслизистая оболочка тонкой кишки. Как известно, она представлена рыхлой волокнистой соединительной тканью с большим количеством кровеносных и лимфатических сосудов, а также нервных сплетений [43]. Данный слой расположен между мышечным и слизистым слоями, обеспечивая фиксацию слизистой оболочки [42].
Аналогично дерме, подслизистая основа состоит из различных типов коллагеновых волокон и эластина [44].
В подслизистом слое обнаружены факторы роста фибробластов, фактор роста эндотелия сосудов [45], гликопротеиды: фибринонектин и ламинин, опосредующие клеточную адгезию внеклеточного матрикса. Кроме того, содержащиеся в данном слое гликозаминогликаны и протеогликаны повышают клеточную инфильтрацию в поврежденной ткани [46]. Поскольку подслизи-стая является децеллюризованной тканью, то риск иммунологического ответа минимален.
Скаффолд из подслизистой тонкой кишки является естественным бесклеточным ксеногенным биоматериалом, который был использован во мно-
гих исследованиях в качестве матрикса для регенерации тонкого кишечника [45, 47]. Как правило, используется тонкая кишка свиньи, но и другие млекопитающие, такие как крысы и собаки, также были использованы в экспериментах.
Трансплантация скаффолда из подслизистой стимулирует ангиогенез, рост соединительной и эпителиальной тканей [4].
В экспериментальных исследованиях показано, что внеклеточный мат-рикс подслизистой поддерживает быструю регенерацию эпителия, рост кровеносных сосудов и формирование мышечных волокон [47].
Такие материалы позволяют предотвратить многие из осложнений, связанных с чужеродностью материала имплантатов, так как они обеспечивают естественное окружение, поддерживающее адгезию, миграцию и дифферен-цировку клеток.
Заключение
Развитие клеточной и тканевой биоинженерии является основой прогресса регенеративной медицины. Данное направление сочетает в себе методы инженерии и биологических наук для создания матриц, структура и свойства которых соответствуют живой ткани. Каждый из видов скаффолдов имеет свои достоинства и недостатки в зависимости от структуры и материала. Идеальный скаффолд должен быть биосинтетическим аналогом межклеточного матрикса, который способен к естественной биодеградации по мере восстановления собственных тканей. Поиск, разработка и введение новых методов восстановления поврежденных органов и тканей с помощью подобных матриц может послужить решением основных проблем в современной регенеративной медицине при лечении травм и различных заболеваний.
Библиографический список
1. Рахматуллин, Р. Р. Биопластический материал для восстановительной и реконструктивной хирургии : дис. ... д-ра биол. наук / Рахматуллин Р. Р. - Москва, 2014. - С. 11-33.
2. Борзенок, С. А. Обоснование выбора биополимерных материалов для конструирования 3D-матрицы искусственной роговицы / С. А. Борзенок, А. А. Жел-тоножко, Ю. А. Комах // Вестник офтальмологии. - 2015. - № 131 (4). - С. 94-96.
3. Endothelialization of a non-woven silk fibroin net for use in tissue engineering: growth and gene regulation of human endothelial cells / R. E. Unger, K. Peters, M. Wolf, A. Motta, C. Migliaresi, C. J. Kirkpatrick // Biomaterials. - 2004. - Vol. 25, № 21. -P. 5137-5146.
4. The use of xenogeneic small intestinal submucosa as a biomaterial for Achilles tendon repair in a dog model / S. F. Badylak, R. Tullius, K. Kokini, K. D. Shelbourne, T. Klootwyk, S. L. Voytik // Biomed Mater Res. - 1995. - № 29 (8). - P. 977-985.
5. Morphologic assessment of extracellular matrix scaffolds for patch tracheoplasty in a canine model / T. W. Gilbert, S. Gilbert, M. Madden, S. D. Reynolds, S. F. Badylak // Ann Thorac Surg. - 2008. - № 86 (3). - P. 923-925.
6. Gilbert, T. W. Quantification of DNA in biologic scaffold materials / T. W. Gilbert, J. M. Freund, S. F. Badylak // Surg Res. - 2008. - № 54 (6). - P. 12-15.
7. Hodde, J. P. An investigation of the long-term bioactivity of endogenous growth factor in OASIS Wound Matrix / J. P. Hodde, D. M. Ernst, M. C. Hiles // Wound Care. -2005. - № 14 (1). - P. 21-25.
8. Hodde, J. P. Vascular endothelial growth factor in porcine-derived extracellular matrix / J. P. Hodde, R. D. Record, H. A. Liang, S. F. Badylak // Endothelium. - 2001. -№ 8 (1). - P. 10-15.
9. Gilbert, T. W. Decellularization of tissues and organs / T. W. Gilbert, T. L. Sellaro, S. F. Badylak // Biomaterials. - 2006. - № 27 (19). - P. 3532-3537.
10. Терских, В. В. Поляризация и асимметричное деление стволовых клеток /
B. В. Терских, А. В. Васильев, Е. А. Воротеляк // Цитология. - 2007. - № 49. -
C. 933-938.
11. Effect of freeze-drying and gamma irradiation on biomechanical properties of bovine pericardium / Y. M. Hafeez, A. B. Zuki, N. Yusof , H. Asnah, M. Y. Loqman, M. M. Noordin // Cell Tissue Bank. - 2005. - № 6 (2). - P. 81-83.
12. Effects of sterilization on an extracellular matrix scaffold: part I. Composition and matrix architecture / J. Hodde, A. Janis, D. Ernst, D. Zopf, D. Sherman, C. Johnson // J. Mater Sci Mater Med. - 2007. - Vol. 18. - P. 535-537.
13. Lutolf, M. P. Designing materials to direct stem-cell fate / M. P. Lutolf, P. M. Gilbert, H. M. Blau // Nature. - 2009. - № 462. - P. 433-441.
14. Repare of bone defects using synthetic mimetics of collagenous extracellular matrix / M. P. Lutolf, F. E. Weber, H. G. Schmoekel, J. C. Schense, T. Kohler, R. Muller, J. A. Hubbell // Nature Biotechnol. - 2003. - № 21. - P. 513-518.
15. Mager, M. D. Exploring and exploiting chemistry at the cell surface / M. D. Fager, V. LaPointe, M. M. Stevens // Nature Chem. - 2011. - № 3. - P. 582-589.
16. Волова, Т. Г. Материалы для медицины, клеточной и тканевой инженерии : электрон. учеб. пособие / Т. Г. Волова, Е. И. Шишацкая, П. В. Миронов. - Красноярск : ИПК СФУ, 2009. - 262 с.
17. Time-lapse confocal reflection microscopy of collagen fibrillogenesis and extracellular matrix assembly in vitro / A. O. Brightman, B. P. Rajwa, J. E. Sturgis, M. E. McCallis-ter, J. P. Robinson, S. L. Voytik-Harbin // Biopolymers. - 2000. - № 54 (3). - P. 222234.
18. Montell, D. J. Morphogenetic cell movements: diversity from modular mechanical properties / D. J. Montell // Science. - 2008. - № 322. - P. 1502-1505.
19. Calvarial reconstruction by customized bioactive implant / F. A. Probst, D. W. Hutmacher,
D. F. Muller, H. G. Machens, J. T. Schantz // Handchir. Microchir. Plast. Chir. - 2010. -№ 42. - P. 369-373.
20. A tissue engineering solution for segmental defect regeneration in load-bearing long bones / J. C. Reichert, A. Cipitria, D. Apari, S. Saifzadeh, P. Krishnakanth, A. Berner, M. A. Woodruff, H. Shell, M. Mehta, M. A. Shuetz, G. N. Duda, D. W. Hutmacher // Science Transl. Med. - 2012. - № 4. - P. 141-153.
21. Multi-organ, multi-lineage engraftment by a single bone marrow-derived stem cell / D. S. Krause, N. D. Theise, M. J. Collector, O. Henegariu, S. Hwang, R. Gardner, S. Neutzel, S. J. Sharkis // Cell. - 2001. - № 105. - P. 369-377.
22. Biomechanical properties of native and tissue engineered heart valve constructs / A. Hasan, K. Ragaert, W. Swiezskowski, S. Selimovic, A. Paul, G. Camci-Unal, M. R. Mofrad, A. Khademhosseini // J. Biomechanics. - 2014. - № 47. - P. 19491963.
23. Identification of long-term re-populating potential of human cord blood-derived CD34-flt3 severe combined immunodeficiency-repopulating cells by intra-bone marrow injection / T. Kimura, R. Asada, J. Wang, M. Marioka, K. Matsui, K. Kobayashi, K. Henmi, S. Imai, M. Kita, T. Tsuji, Y. Sasaki, S. Ikehara, Y. Sonoda // Stem Cells. - 2007. -№ 25. - P. 1348-1355.
24. Anisotropy of cell adhesive microenvironment governs cell internal organization and orientation of polarity / M. Thery, V. Racine, M. Piel, A. Pepin, A. Dimitrov, Y. Chen, J. B. Sibarita, M. Bornens // Proc. Natl. Acad. Sci. - 2006. - № 103. - P. 19771-19776.
25. Cartmell, J. S. Effect of chemical treatment on tendon cellularity and mechanical properties / J. S. Cartmell, M. G. Dunn // Biomed Mater Res. - 2000. - № 49. -P. 134-140.
26. Woods, T. Effectiveness of three extraction techniques in the development of a de-cellularized bone-anterior cruciate ligament-bone graft / T. Woods, P. F. Gratzer // Biomaterials. - 2005. - № 26 (35). - P. 7339-7349.
27. Carletti, E. Scaffolds for tissue engineering and 3D cell culture / E. Carletti, A. Molta, C. Migliaresi // Methods Mol. Biol. - 2001. - № 75. - P. 17-39.
28. Wang, S. Bulk and surface modifications of polylactide / S. Wang, W. Cui, J. Bei // Anal. bioanal. chem. - 2005. - Vol. 381, № 3. - P. 547-556.
29. Hollister, S. J. Porous scaffold design for tissue engeneering / S. J. Hollister // Nature Materials. - 2005. - № 4. - P. 518-524.
30. Harnessing traction-mediated manipulation of the cell/matrix interface to control stem-cell fate / N. Huebsch, P. R. Arany, A. S. Mao, D. Shvartsman, O. A. Ali, S. A. Bench-erif, J. Rivera-Feliciano, D. J. Mooney // Nature Materials. - 2010. - № 9. - P. 518526.
31. Anticoagulant and antiplatelet agents: their clinical and device application(s) together with usages to engineer surfaces / A. G. Kidane, H. Salacinski, A. Tiwari, K. R. Bruckdorfer, A. M. Seifalian // Biomacromolecules. - 2014. - Vol. 5, № 3. - P. 798-813.
32. Epidermal homeostasis in long-term scaffold-enforced skin equivalents / H. J. Stark, K. Boehnke, N. Mirancea, M. J. Willhauck, A. Pavesio, N. E. Fusenig, P. Bounkamp // J. Investig. Dermatol. Symp. Proc. - 2006. - № 11. - P. 93-105.
33. Effects of fibroblasts and microenvironment on epidermal regeneration and tissue function in long-term skin equivalents / K. Boehnke, N. Mirancea, A. Pavesio, N. E. Fusenig, P. Bounkamp, H. J. Stark // Eur. J. Cell Biol. - 2007. - № 86. - P. 731-746.
34. Surface modification by complexes of vitronectin and growth factors for serum-free culture of human osteoblasts / I. Schleicher, A. Parker, D. Leavesley, R. Crawford, Z. Upton, Y. Xiao // Tissue Eng. - 2005. - Vol. 11, № 11-12. - P. 1688-1698.
35. Protein bonding on biodegradable poly (L-lactide-co-caprolactone) membrane for esophageal tissue engineering / Y. Zhu, K. S. Chian, M. B. Chan-Park, P. S. Mhaisal-kar, B. D. Ratner // Biomaterials. - 2006. - Vol. 27, № 1. - P. 68-78.
36. Hodde, J. P. Fibronectin peptides mediate HMEC adhesion to porcinederived extracellular matrix / J. P. Hodde, R. Record, R. Tullius, S. F. Badylak // Biomaterials. -2002. - № 23 (8). - P. 1835-1843.
37. Hodde, J. P. Glycosaminoglycan content of small intestinal submucosa: a bioscaf-fold for tissue replacement / J. P. Hodde, S. F. Badylak, A. O. Brightman, S. L. Voytik-Harbin // Tissue Eng. - 1996. - Vol. 2, № 3. - P. 183-215.
38. Tissue-engineered autologous bladders for patients needing cytoplasty / A. Atala, S. B. Bauer, S. Soker, J. J. Yoo, A. B. Retik // Lancet. - 2006. - № 367. - P. 12411246.
39. Self-assembling peptide hydrogel fosters chondrocyte extracellular matrix production and cell division: implications for cartilage tissue repair / J. Kisiday, M. Jin, B. Kurz, H. Hung, C. Semino, S. Zhang, A.J. Grodzinsky // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2002. -Vol. 99, № 15. - P. 9996-10001.
40. Extensive neurite outgrowth and active synapse formation on self-assembling peptide scaffolds / T. C. Holmes, S. de Lacalle, X. Su, G. Liu, A. Rich, S. Zhang // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2000. - Vol. 97, № 12. - P. 6728-6733.
41. Badylak, S. F. Extracellular matrix as a biological scaffold material: structure and function / S. F. Badylak, D. O. Freytes, T. W. Gilbert // Acta Biomaterialia. - 2009. -№ 5. - P. 1-13.
42. The basement membrane component of biologic scaffolds derived from extracellular matrix / B. Brown, K. Lindberg, J. Reing, D. B. Stolz, S. F. Badylak // Tissue Eng. -2006. - № 12. - P. 519-526.
43. Гайворонский, И. В. Нормальная анатомия человека / И. В. Гайворонский. -Санкт-Петербург : СпецЛит, 2013. - Т. 1. - 561 с.
44. Shi, L. Biochemical and biomechanical characterization of porcine small intestinal submucosa (SIS): a mini review / L. Shi, V. Ronfard // Int. J Burns Trauma. - 2013. -№ 3 (4). - P. 173-179.
45. McDevitt, C. A. Transforming growth factor-beta1 in a sterilized tissue derived from the pig small intestine submucosa / C. A. McDevitt, G. M. Wildey, R. M. Cutrone // Bio-med Mater Res A. - 2003. - № 67. - P. 637-640.
46. Изучение in vivo свойств ксеноперикарда, прошедшего различную обработку химико-ферментативным методом / О. В. Калмин, Л. В. Живаева, А. А. Венедиктов, Д. В. Никишин, В. К. Фуки, М. Т. Генгин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. - 2013. - № 2 (26). - С. 15-26.
47. Li, F. Low-molecular weight peptides derived from extracellular matrix as chemoat-tractants for primary endothelial cells / F. Li, W. Li // Nature Materials. - 2007. - № 7. -P. 183-204.
References
1. Rakhmatullin R. R. Bioplasticheskiy material dlya vosstanovitel'noy i rekonstruktivnoy khirurgii: dis. d-ra biol. nauk [Bioplastic material for anaplastic and reconstructive surgery: dissertation to apply for the degree of the doctor of biological sciences]. Moscow, 2014, pp. 11-33. [In Russian]
2. Borzenok S. A., Zheltonozhko A. A., Komakh Yu. A. Vestnik oftal'mologii [Ophtalmo-logical bulletin]. 2015, no. 131 (4), pp. 94-96. [In Russian]
3. Unger R. E., Peters K., Wolf M., Motta A., Migliaresi C., Kirkpatrick C. J. Biomaterials. 2004, vol. 25, no. 21, pp. 5137-5146.
4. Badylak S. F., Tullius R., Kokini K., Shelbourne K. D., Klootwyk T., Voytik S. L. Bi-omedMater Res. 1995, no. 29 (8), pp. 977-985.
5. Gilbert T. W., Gilbert S., Madden M., Reynolds S. D., Badylak S. F. Ann Thorac Surg. 2008, no. 86 (3), pp. 923-925.
6. Gilbert T. W., Freund J. M., Badylak S. F. Surg Res. 2008, no. 54 (6), pp. 12-15.
7. Hodde J. P., Ernst D. M., Hiles M. C. Wound Care. 2005, no. 14 (1), pp. 21-25.
8. Hodde J. P., Record R. D., Liang H. A., Badylak S. F. Endothelium. 2001, no. 8 (1), pp. 10-15.
9. Gilbert T. W., Sellaro T. L., Badylak S. F. Biomaterials. 2006, no. 27 (19), pp. 35323537.
10. Terskikh V. V., Vasil'ev A. V., Vorotelyak E. A. Tsitologiya [Cytology]. 2007, no. 49, pp. 933-938. [In Russian]
11. Hafeez Y. M., Zuki A. B., Yusof N., Asnah H., Loqman M. Y., Noordin M. M. Cell Tissue Bank. 2005, no. 6 (2), pp. 81-83.
12. Hodde J., Janis A., Ernst D., Zopf D., Sherman D., Johnson C. J. Mater Sci Mater Med. 2007, vol. 18, pp. 535-537.
13. Lutolf M. P., Gilbert P. M., Blau H. M. Nature. 2009, no. 462, pp. 433-441.
14. Lutolf M. P., Weber F. E., Schmoekel H. G., Schense J. C., Kohler T., Muller R., Hubbell J. A. Nature Biotechnol. 2003, no. 21, pp. 513-518.
15. Mager M. D., LaPointe V., Stevens M. M. Nature Chem. 2011, no. 3, pp. 582-589.
16. Volova T. G., Shishatskaya E. I., Mironov P. V. Materialy dlya meditsiny, kletochnoy i tkanevoy inzhenerii: elektron. ucheb. posobie [Materials for medicine, cell and tissue engineering: online tutorial]. Krasnoyarsk: IPK SFU, 2009, 262 p. [In Russian].
17. Brightman A. O., Rajwa B. P., Sturgis J. E., McCallister M. E., Robinson J. P., Voytik-Harbin S. L. Biopolymers. 2000, no. 54 (3), pp. 222-234.
18. Montell D. J. Science. 2008, no. 322, pp. 1502-1505.
19. Probst F. A., Hutmacher D. W., Muller D. F., Machens H. G., Schantz J. T. Handchir. Microchir. Plast. Chir. 2010, no. 42, pp. 369-373.
20. Reichert J. C., Cipitria A., Apari D., Saifzadeh S., Krishnakanth P., Berner A., Woodruff M. A., Shell H., Mehta M., Shuetz M. A., Duda G. N., Hutmacher D. W. Science Transl. Med. 2012, no. 4, pp. 141-153.
21. Krause D. S., Theise N. D., Collector M. J., Henegariu O., Hwang S., Gardner R., Neutzel S., Sharkis S. J. Cell. 2001, no. 105, pp. 369-377.
22. Hasan A., Ragaert K., Swiezskowski W., Selimovic S., Paul A., Camci-Unal G., Mofrad M. R., Khademhosseini A. J. Biomechanics. 2014, no. 47, pp. 1949-1963.
23. Kimura T., Asada R., Wang J., Marioka M., Matsui K., Kobayashi K., Henmi K., Imai S., Kita M., Tsuji T., Sasaki Y., Ikehara S., Sonoda Y. Stem Cells. 2007, no. 25, pp. 1348-1355.
24. Thery M., Racine V., Piel M., Pepin A., Dimitrov A., Chen Y., Sibarita J. B., Bornens M. Proc. Natl. Acad. Sci. 2006, no. 103, pp. 19771-19776.
25. Cartmell J. S., Dunn M. G. BiomedMater Res. 2000, no. 49, pp. 134-140.
26. Woods T., Gratzer P. F. Biomaterials. 2005, no. 26 (35), pp. 7339-7349.
27. Carletti E., Molta A., Migliaresi C. Methods Mol. Biol. 2001, no. 75, pp. 17-39.
28. Wang S., Cui W., Bei J. Anal. bioanal. chem. 2005, vol. 381, no. 3, pp. 547-556.
29. Hollister S. J. Nature Materials. 2005, no. 4, pp. 518-524.
30. Huebsch N., Arany P. R., Mao A. S., Shvartsman D., Ali O. A., Bencherif S. A., Rivera-Feliciano J., Mooney D. J. Nature Materials. 2010, no. 9, pp. 518-526.
31. Kidane A. G., Salacinski H., Tiwari A., Bruckdorfer K. R., Seifalian A. M. Biomacro-molecules. 2014, vol. 5, no. 3, pp. 798-813.
32. Stark H. J., Boehnke K., Mirancea N., Willhauck M. J., Pavesio A., Fusenig N. E., Bounkamp P. J. Investig. Dermatol. Symp. Proc. 2006, no. 11, pp. 93-105.
33. Boehnke K., Mirancea N., Pavesio A., Fusenig N. E., Bounkamp P., Stark H. J. Eur. J. Cell Biol. 2007, no. 86, pp. 731-746.
34. Schleicher I., Parker A., Leavesley D., Crawford R., Upton Z., Xiao Y. Tissue Eng.
2005, vol. 11, no. 11-12, pp. 1688-1698.
35. Zhu Y., Chian K. S., Chan-Park M. B., Mhaisalkar P. S., Ratner B. D. Biomaterials.
2006, vol. 27, no. 1, pp. 68-78.
36. Hodde J. P., Record R., Tullius R., Badylak S. F. Biomaterials. 2002, no. 23 (8), pp. 1835-1843.
37. Hodde J. P., Badylak S. F., Brightman A. O., Voytik-Harbin S. L. Tissue Eng. 1996, vol. 2, no. 3, pp. 183-215.
38. Atala A., Bauer S. B., Soker S., Yoo J. J., Retik A. B. Lancet. 2006, no. 367, pp. 12411246.
39. Kisiday J., Jin M., Kurz B., Hung H., Semino C., Zhang S., Grodzinsky A. J. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2002, vol. 99, no. 15, pp. 9996-10001.
40. Holmes T. C., de Lacalle S., Su X., Liu G., Rich A., Zhang S. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000, vol. 97, no. 12, pp. 6728-6733.
41. Badylak S. F., Freytes D. O., Gilbert T. W. Acta Biomaterialia. 2009, no. 5, pp. 1-13.
42. Brown B., Lindberg K., Reing J., Stolz D. B., Badylak S. F. Tissue Eng. 2006, no. 12, pp. 519-526.
43. Gayvoronskiy I. V. Normal'naya anatomiya cheloveka [Normal human anatomy]. Saint-Petersburg: SpetsLit, 2013, vol. 1, 561 p. [In Russian]
44. Shi L., Ronfard V. Int. J Burns Trauma. 2013, no. 3 (4), pp. 173-179.
45. McDevitt C. A., Wildey G. M., Cutrone R. M. Biomed Mater Res A. 2003, no. 67, pp. 637-640.
46. Kalmin O. V., Zhivaeva L. V., Venediktov A. A., Nikishin D. V., Fuki V. K., Gengin
M. T. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Povolzhskiy region. Meditsinskie nauki [University proceedings. Volga region. Medical sciences]. 2013, no. 2 (26), pp. 15-26. [In Russian]
47. Li F., Li W. Nature Materials. 2007, no. 7, pp. 183-204.
Митрошин Александр Николаевич
доктор медицинских наук, профессор, директор, Медицинский институт, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)
E-mail: [email protected]
Федорова Мария Геннадьевна
кандидат медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой клинической морфологии и судебной медицины с курсом онкологии, Медицинский институт, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)
E-mail: [email protected]
Латынова Ирина Владимировна
кандидат биологических наук, доцент, кафедра клинической морфологии и судебной медицины с курсом онкологии, Медицинский институт, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)
E-mail: [email protected]
Нефедов Андрей Андреевич
ассистент, кафедра клинической морфологии и судебной медицины с курсом онкологии, Медицинский институт, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)
E-mail: [email protected]
Mitroshin Aleksandr Nikolaevich Doctor of medical sciences, professor, director, Medical Institute, Penza State University (40 Krasnaya Street, Penza, Russia)
Fedorova Mariya Gennad'evna Candidate of medical sciences, associate professor, head of sub-department of clinical morphology and forensic medicine with a course of oncology, Medical Institute, Penza State University (40 Krasnaya Street, Penza, Russia)
Latynova Irina Vladimirovna Candidate of biological sciences, associate professor, sub-department of clinical morphology and forensic medicine with a course of oncology, Medical Institute, Penza State University (40 Krasnaya Street, Penza, Russia)
Nefedov Andrey Andreevich Assistant, sub-department of clinical morphology and forensic medicine with a course of oncology, Medical Institute, Penza State University (40 Krasnaya Street, Penza, Russia)
Образец цитирования: Митрошин, А. Н.
Современные представления о применении скаффолдов в регенеративной медицине (обзор литературы) / А. Н. Митрошин, М. Г. Федорова, И. В. Латынова, А. А. Нефедов // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. - 2019. - № 2 (50). - С. 133-143. -DOI 10.21685/2072-3032-2019-2-12.
