ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2019-2-157-164ssmu-2328Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSИнтрастромальная имплантация трековых мембран с пренатальными стромальными клетками человека при эндотелиально-эпителиальной дистрофии роговицы в экспериментеIntrastromal implantation of track-etchedmembranes overlaid by prenatal stromal cells for bullous keratopathy in the experimentФилипповаЕ. О.FilippovaE. O.

Филиппова Екатерина Олеговна, канд. тех. наук, ин-женер; ассистент, кафедра офтальмологии, кафедра гистологии, цитологии и эмбриологии634050, г. Томск, пр. Ленина, 30

634050, г. Томск, Московский тракт, 2

Filippova Ekaterina O., PhD, Engineer; Assistant,Division of Ophthalmology, Division of Нistology, Cytologyand Еmbryology30, Lenina Ave., Tomsk, 634050

2, Mosсow Trakt, Tomsk, 634050

КривошеинаО. И.KrivosheinaO. I.ХлусовИ. А.KhlusovI. A.

Хлусов Игорь Альбертович, д-р мед. наук, профессор, кафедра морфологии и общей патологии; профессор; ст. науч. сотрудник, экспериментальная лаборатория биомедицинских технологий634050, г. Томск, пр. Ленина, 30

634050, г. Томск, Московский тракт, 2

636035, Томская область, г. Северск, ул. Мира, 4

Khlusov Igor A., DM, Professor, Division of Мorphologyand General Рathology; Professor; SeniorResearcher, Еxperimental Laboratory of BiomedicalTechnologies30, Lenina Ave., Tomsk, 634050

2, Mosсow Trakt, Tomsk, 634050

4, Mira Str., Seversk, 636035

khlusov63@mail.ruПичугинВ. Ф.PichuginV. F.ДзюманА. Н.DzyumanA. N.ЗайцевК. В.ZaitsevK. V.Национальный исследовательский Томский политехнический университет (НИ ТПУ); Сибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)РоссияNational Research Tomsk Polytechnic University (NR TPU); Siberian State Medical University (SSMU)Russian FederationСибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)РоссияSiberian State Medical University (SSMU)Russian FederationНациональный исследовательский Томский политехнический университет (НИ ТПУ); Сибирский государственный медицинский университет (СибГМУ); Сибирский федеральный научно-клинический центр (СибФНКЦ) ФМБА РоссииРоссияNational Research Tomsk Polytechnic University (NR TPU); Siberian State Medical University (SSMU); Federal Siberian Research Clinical Center FMBA of RussiaRussian FederationНациональный исследовательский Томский политехнический университет (НИ ТПУ)РоссияNational Research Tomsk Polytechnic University (NR TPU)Russian FederationСибирский федеральный научно-клинический центр (СибФНКЦ) ФМБА РоссииРоссияFederal Siberian Research Clinical Center FMBA of RussiaRussian Federation201911082019182157164Copyright © Филиппова Е.О., Кривошеина О.И., Хлусов И.А., Пичугин В.Ф., Дзюман А.Н., Зайцев К.В., 20192019Филиппова Е.О., Кривошеина О.И., Хлусов И.А., Пичугин В.Ф., Дзюман А.Н., Зайцев К.В.Filippova E.O., Krivosheina O.I., Khlusov I.A., Pichugin V.F., Dzyuman A.N., Zaitsev K.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/2328

Цель работы. Провести исследование применения трековых мембран (ТМ) на основе полиэтилентерефталата (ПЭТФ), в том числе модифицированных холодной плазмой с наслоением на их поверхность культуры пренатальных стромальных клеток (ПСК) человека в хирургическом лечении эндотелиально-эпителиальной дистрофии (ЭЭД) роговицы. Материалы и методы. ТМ получали путем облучения ПЭТФ ионами 40Ar+8 и химического травления. ЭЭД роговицы моделировали на 16 кроликах породы Sylvilagus bachmani, разделенных на четыре группы. Группа 1 – ЭЭД роговицы без лечения; группа 2 – ЭЭД с имплантацией в собственное вещество роговицы немодифицированной плазмой ТМ; группа 3 – ЭЭД с имплантацией в роговицу немодифицированной плазмой ТМ и наслоенной культурой ПСК человека; группа 4 – ЭЭД с имплантацией модифицированной плазмой ТМ и наслоенной культурой ПСК человека. Спустя 8 нед от начала эксперимента производили гистологическое исследование роговицы кроликов. Основные результаты. Имплантация ТМ в строму роговицы при ЭЭД роговой оболочки способствует уменьшению (в 1,5 раза) отека ее собственного вещества и более интенсивному (в 1,7 раза) накоплению фибробластов вблизи ТМ по сравнению с состоянием роговицы в группе модели заболевания без лечения. Наличие ПСК человека на поверхности ТМ независимо от исходного состояния полимерного материала после интрастромальной имплантации индуцирует пролиферацию фибробластов в 1,5–1,8 раз и неоваскуляризацию стромы роговицы в 1,8–2,0 раза по сравнению с имплантацией ТМ без культуры клеток. Степень гидратации собственного вещества роговой оболочки при этом уменьшается в 1,3–1,5 раза. Модификация ТМ холодной плазмой не оказывает влияния на изученные морфометрические показатели роговицы. Заключение. Имплантация ТМ из ПЭТФ при ЭЭД способствует развитию продуктивной фазы инфильтративного воспаления в роговице глаза кроликов. Предварительная in vitro адгезия ПСК человека на ТМ уменьшает выраженность деструктивных изменений роговицы кролика после моделирования ЭЭД. Модификация ТМ холодной плазмой не влияет на изученные морфометрические показатели роговицы.

The aim of the research is to study the possibility of using track-etched membrane, including track-etched membranes modified with cold plasma, followed by layering prenatal stem cells (PSC) on the material surface in surgical treatment of bullous keratopathy (BK). Materials and methods. The track membranes made of polyethylene terephthalate were obtained by irradiating the polymeric film with the 40Ar+8ion beams and by chemical etching. The study was conducted on 16 rabbits (Sylvilagus bachmani), which after BK modelling were divided into 4 groups: the 1st group was a control group of 4 animals (4 eyes); the 2nd group was a group of 4 animals (4 eyes) into which were implanted TM; the 3rd group was a group of 4 animals (4 eyes) into which were implanted TM with PSC; the 4th group was a group of 4 animals (4 eyes) into which were implanted plasma modified TM with PSC. TM was obtained by irradiating the PET film with 40Ar + 8 ions and subsequent chemical etching. The eyes were enucleated for histological examination after 8 weeks from the start of the experiment. Results. As a result of the research, it was found that the implantation of TM with a preliminary layeringof human PSC promotes the growth of the fibroblast population in the cornea stroma and intensifies leukocyte (lymphocytes and eosinophilic granulocytes) infiltration as opposed to the implantation of PET TM without a cellular component. In addition, the implantation of TM contributes to a twofold decrease in the cornea edema induced by BK. Modification of TM with cold plasma did not affect the studied histomorphometric parameters. Conclusion. The implantation of TM based on PET during bullous keratopathy contributed to the development of the productive phase of infiltrative inflammation in the cornea of the eye. Pre-layering of human PSC reduced the severity of destructive changes in the rabbit cornea after BK modeling. The modification of TM by cold plasma did not affect the studied histomorphometric parameters.

роговицаэндотелиально-эпителиальная дистрофиятрековые мембраныпренатальные стромальные клетки человекаcorneabullous keratopathytrack etched-membraneshuman stromal cellsReferencesAgarwal A., Narang P., Kumar D.A., Agarwal A. Young donor – graftassisted endothelial keratoplasty (PDEK/DMEK) with epithelial debridement for chronic pseudophakic bullous keratopathy. Canadian Journal of Ophthalmology. 2017; 5: 519–526. DOI: 10.1016/j.jcjo.2017.03.004.Agarwal A., Narang P., Kumar D.A., Agarwal A. Young donor – graftassisted endothelial keratoplasty (PDEK/DMEK) with epithelial debridement for chronic pseudophakic bullous keratopathy. Canadian Journal of Ophthalmology. 2017; 5: 519–526. DOI: 10.1016/j.jcjo.2017.03.004.Shulman J., Kropinak M., Ritterband D.C. Failed descemet-stripping automated endothelial keratoplasty grafts: a clinicopathologic analysis. American Journal of Ophthalmology. 2009; 148 (5): 752–759. DOI: 10.1016/j.ajo.2009.06.023.Shulman J., Kropinak M., Ritterband D.C. Failed descemet-stripping automated endothelial keratoplasty grafts: a clinicopathologic analysis. American Journal of Ophthalmology. 2009; 148 (5): 752–759. DOI: 10.1016/j.ajo.2009.06.023.Terry M.A., Shamie N., Chen E.S. Endothelial keratoplasty: the influence of donor endothelial cell densities on dislocation, primary graft failure, and 1-year cell counts. Cornea. 2008; 27 (10): 1131–1137. DOI: 10.1097/ICO.0b013e3181814cbc.Terry M.A., Shamie N., Chen E.S. Endothelial keratoplasty: the influence of donor endothelial cell densities on dislocation, primary graft failure, and 1-year cell counts. Cornea. 2008; 27 (10): 1131–1137. DOI: 10.1097/ICO.0b013e3181814cbc.Миронюк А.В., Придатко А.В., Сиволапов П.В., Свидерский В.А. Особенности оценки смачивания полимерных поверхностей. Технологии органических и неорганических веществ. Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2014; 1 (6): 23–26.Mironyuk A.V., Pridatko A.V., Sivolapov P.V., Sviderskyi V.A. Features of evaluation of polymer surface wetting. Technology of organic and inorganic substances. East European Journal of Advanced Technology. 2014; 1 (6): 23–26 (in Russ.)].Alonso J.G., Dalmolin C., Nahorny J., Recco A.A.C., Fontana L.C., Becker D. Active screen plasma system applied to polymer surface modification: Poly(lactic acid) surface activation before polyaniline graft polymerization in aqueous medium. Journal of Polymer Engineering. 2018; 38: 795–802. DOI: 10.1515/polyeng-2017-0298.Alonso J.G., Dalmolin C., Nahorny J., Recco A.A.C., Fontana L.C., Becker D. Active screen plasma system applied to polymer surface modification: Poly(lactic acid) surface activation before polyaniline graft polymerization in aqueous medium. Journal of Polymer Engineering. 2018; 38: 795–802. DOI: 10.1515/polyeng-2017-0298.Jacobs T., Declercq H., De Geyter N., Cornelissen R., Dubruel P., Leys C., Beaurain A., Payen E., Morent R. Plasma surface modification of polylactic acid to promote interaction with fibroblasts. Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 2013; 24; 469–478. DOI: 10.1007/s10856-012-4807-z.Jacobs T., Declercq H., De Geyter N., Cornelissen R., Dubruel P., Leys C., Beaurain A., Payen E., Morent R. Plasma surface modification of polylactic acid to promote interaction with fibroblasts. Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 2013; 24; 469–478. DOI: 10.1007/s10856-012-4807-z.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.