Создание эквивалента хрящевой ткани и перспективы его применения для укрепления бельма роговицы (экспериментальное исследование)

Актуальность.
При бельмах V категории и повреждениях лимбальной области сквозная кератопластика не показана, операцией выбора является кератопротезирование. Однако существует ряд ограничений, поскольку толщина и структура бельма не всегда позволяют установить кератопротез. При бельмах ожоговой этиологии в большинстве случаев над протезом развивается отсроченный асептический некроз роговицы. Для предварительного укрепления бельма используют различные ауто- и аллогенные ткани. Наиболее надежным вариантом является аутологичный хрящ с ушной раковины. Однако в процессе моделирования аутохрящевого диска почти всегда возникают существенные проблемы, связанные с приданием хрящу нужной формы при заданном объеме.
Цель работы - создание тканеинженерной конструкции с заданными параметрами для укрепления бельма перед кератопротезированием и профилактики асептического некроза роговицы.
Материал и методы. Работа выполнена на 4 кроликах породы шиншилла. Из аутологичного хряща выделены хондроциты, которые после культивирования in vitro помещали в трехмерный коллагеновый носитель. Полученная тканеинженерная конструкция трансплантирована в несквозной дефект ткани роговицы. Трансплантат закрыт аутоконъюнктивальным лоскутом на ножке, фиксированным узловыми швами к роговице и эписклере. Срок эксперимента составил 60 суток. Препараты роговицы исследованы с помощью гистологического и иммуногистохимического анализов.
Результаты. Клиническая картина послеоперационного периода указывала на интенсивный ангиогенез с умеренной воспалительной реакцией на трансплантат, которая стихла по мере приживления трансплантата к роговице реципиента на 10-12-е сутки после операции. Результаты гистологического исследования были неоднозначны: в трех случаях выявлено приживление трансплантата, который сохранял морфологию хрящевой ткани, что было доказано иммуногистохимическим окрашиванием на маркеры хрящевой ткани. В другом случае произошло асептическое отторжение с некрозом клеток трансплантата. Причины отторжения одного из трансплантатов остаются не выясненными.
Выводы.
Таким образом, в работе доказана способность созданного эквивалента хрящевой ткани с заданными морфологическими параметрами приживляться в дефекте роговицы, что является перспективным направлением для укрепления бельма перед кератопротезированием. Разработанная тканеинженерная конструкция позволяет укрепить бельмо перед операцией кератопротезирования. Возможность искусственно моделировать объем и форму трансплантата с учетом анатомических особенностей области пересадки дает преимущество в использовании подобных конструкций в хирургической практике.
Cartilage Tissue Equivalent Engineering and It’s application Prospects for Corneal leukoma Strengthening (experimental investigation). Belyaev D.S., Horoshilovs-Maslova I.P., Makarov P.V., Kiseleva E.V., Vasilyev A.V., Chernetskij I.S. FPI MSII OD of Helmholtz Rosmedtehnologiy. Moscow RAS, Koltzov Institute of Developmental Biology. Moscow. A full thickness keratoplasty is not shown at the case of corneal leukoma of 5-th category or limb region injuries, and an operation of choice is cornea prosthesis. However there are a number of restrictions for this operation, since thickness and structure of a corneal leukoma not always allow establishing keratoprosthesis. Deferred aseptic corneal necrosis can be developed above a prosthesis in most cases of burn etiology corneal leukoma. Various autologous and allogenic tissues can be used for corneal leukoma strengthening. The most reliable variant for this purpose is an autologous cartilage from an auricle. But during modification of autologous chondral disc there are frequent considerable problems, which concerned with required shape forming when volume adjusted.
The purpose of this work is to develop the tissue-engineered construction with established parameters for corneal leukoma strengthening before corneal prosthesis and for corneal aseptic necrosis prevention.
In this work we used 4 chinchilla rabbits. Chondrocytes were obtained from authological cartilage, which after in vitro cultivation were put in 3D collagen matrix. Received tissue-engineered construction has been transplanted into blind corneal defect. Transplant has been covered by authoconjunctival patch fixed up to cornea and sclera. Observation period lasted 60 days. Cornea preparations were examined with histological and immunohistochemical analysis.
We observed an intense angiogenesis with moderate inflammatory reaction to transplant during Postoperative period. Inflammatory reaction vanished in process of a transplant engraftment to cornea of recipient on 10-th – 12-th day after operation. Results of histological research were ambiguous: engraftment was revealed in 3 cases, transplant maintained a cartilage morphology. It was proved by immunohistochemical staining with cartilage tissue markers. In one case aseptic rejection with cell necrosis has occurred. The reasons of one transplant rejection were not clarified.
Thus, in this work we have shown the ability of engineered cartilage equivalent to be engraftment at the site of corneal damage. This equivalent may be an alternative for strengthen a corneal leukoma before keratoprosthetics operation. The opportunity to model volume and the form of a transplant in view of anatomic features of transplantation area gives us an advantage in use of similar tissue-engineered construction in a surgical practice.