L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
Трансплантат - тканеинженерная надхрящница для восстановления хряща субъекта
| Название | Трансплантат - тканеинженерная надхрящница для восстановления хряща субъекта |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Ковалев Алексей Вячеславович |
| Вид объекта патентного права | Изобретение |
| Регистрационный номер | 2822238 |
| Дата регистрации | 03.07.2024 |
| Правообладатель | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии имени Н.Н. Приорова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТО им. Н.Н. Приорова" Минздрава России) |
| Область применения (класс МПК) | C12N 5/077 (2010.01) A61B 17/56 (2006.01) |
| Медаль имени А.Нобеля |  |
Описание изобретения
Изобретение относится к области биомедицины и биотехнологии. Предложен трансплантат - тканеинженерная надхрящница для восстановления хряща субъекта, включающий скаффолд и живые клетки, отличающийся тем, что скаффолд представлен пластом донорской децеллюляризованной надхрящницы, на верхней части которого расположены клеточные сфероиды, представленные трехмерными агрегатами в форме сфер, состоящими из контактирующих друг с другом аутологичных предварительно культивированных адгезивных клеток камбиального слоя надхрящницы в количестве 8000 клеток на сфероид, частично слившихся между собой и погруженных в скаффолд, сверху конструкт покрыт слоем геля на основе гиалуроновой кислоты с сураминсодержащими липосомами толщиной 250-500 мкм. Изобретение обеспечивает восстановление структуры и формы хрящей на месте посттравматических дефектов хрящей за счет инициации репаративной регенерации хрящевой ткани. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.
Изобретение относится к области медицины, а именно к тканевой инженерии, регенеративной медицине, ортобиологии, экспериментальной травматологии, пластической и восстановительной хирургии и может быть использовано травматологических, ортопедических, хирургических и других стационарах.
Одной из актуальных проблем медицины является регенерация хрящевой ткани, большой практический интерес представляет восстановление любых дефектов гиалиновых хрящей, так как хрящевая ткань обладает крайне ограниченной способностью к спонтанной регенерации в условиях утраты надхрящницы или же при ее отсутствии в норме, например, у суставных гиалиновых хрящей нет надхрящницы. Значение надхрящницы как для физиологической, так и для репаративной регенерации, а также роста хрящей и хрящевых основ костей является основополагающим. В качестве примера, у детей и подростков надхрящница необходима для правильного формирования и роста хрящевой основы черепа (висцерального отдела), что должно обязательно учитываться при проведении реконструктивных операций в области головы и шеи с необходимостью восстановления целостности надхрящницы при хирургии этой области и лечении травм. Регенеративный потенциал надхрящницы - является перспективой для разработки новых стратегий тканевой инженерии хрящей и хрящевых тканей (Gvaramia D, Kern J, Jakob Y, Zenobi-Wong M, Rotter N. Regenerative Potential of Perichondrium: A Tissue Engineering Perspective. Tissue Eng Part В Rev. 2021 Jun 30. doi: 10.1089/ten.TEB.2021.0054. Epub ahead of print. PMID: 33966486).
Перспективными строительными блоками для разработки новых методов тканевой инженерии скелетных тканей являются клеточные сфероиды, которые представляют собой клеточные агрегаты округлой формы. При 3D культивировании клеток в составе сфероидов, например, некоторые стволовые клетки взрослых и клетки соединительной ткани синтезируют внеклеточный матрикс, воссоздавая в искусственных условиях выращивания новые структуры на тканевом уровне (клеточные агрегаты имеют способность накапливать внутри себя элементы внеклеточного матрикса). Сфероиды из стволовых клеток взрослых могут быть рассмотрены как органоиды, поскольку стволовые клетки повторяют пути дифференцировки, и являются перспективной живой моделью тех или иных тканей или органов вне организма для выявления новых молекулярных мишеней (биомаркеров) для диагностики и разработки новых методов терапии. Сфероиды представляют собой новый развивающийся и перспективный подход к клеточной трансплантации, установлено, что клетки, в составе сфероидов более успешно приживляются и интегрируют с организмом реципиента, сфероиды могут участвовать в регенеративных гистогенезах, что не характерно для клеточных трансплантатов в виде суспензии отдельных разрозненных клеток, для которых более характерно проявление паракринного эффекта на окружающие ткани реципиента в области пересадки - сценарий медицинских сигнальных клеток. Сфероиды могут быть непосредственно пересажены в область посттравматических дефектов, либо в комбинации с различными биоматериалами. Клетки, мигрирующие из сфероидов, могут выходить из сфероида и распространяться на поверхность каркаса, причем сфероиды могут взаимодействовать с каркасами (матрицами, скаффолдами) в разных условиях эксперимента in vitrum, в искусственных лабораторных условиях на тканевых или органных культурах, либо при закреплении каркаса-матрицы на реципиентной поверхности в организме-реципиента на живой модели. Сфероиды крайне важны для развития методов биопечати, являются для биопринтинга строительными блоками, продуктами тканевой инженерии, могут входить в состав биочернил. Образуемые конструкции, в которой сфероид взаимодействует со скаффолдом - каркасом, исследуются, уже доказано, что клетки сфероидов мигрируют в каркас от места прилипания сфероида, а сфероиды, например, из стволовых клеток взрослых вероятно могут быть использованы для оптимизации клеточной колонизации в скаффолдах для инженерии хрящей и костной ткани (Baptista LS, Kronemberger GS, Cortes I, Charelli LE, Matsui RAM, Palhares TN, Sohier J, Rossi AM, Granjeiro JM. Adult Stem Cells Spheroids to Optimize Cell Colonization in Scaffolds for Cartilage and Bone Tissue Engineering. Int J Mol Sci. 2018 Apr 25; 19(5): 1285. doi: 10.3390/ijms 19051285. PMID: 29693604; PMCID: PMC5983745).
Известен способ выращивания новой гиалиновой хрящевой ткани в искусственных условиях тканевой культуры, который может быть использован в качестве прототипа. В этом способе коллагеновые матрицы заворачивали в слой надхрящницы. Матрица служит носителем для обеспечения миграции клеток из надхрящницы в матрикс матрицы. Условия тканевого (3D) культивирования в питательной среде полученного конструкта стимулировали рост и пролиферацию клеток. Клетки мигрировали в поры матрикса (матрицы), где они выживали и синтезировали компоненты матрикса, включая коллаген 2-го типа. Было показано при гистологическом исследовании, что после 4 недель культивирования происходит увеличение количества клеточных слоев вокруг матрикса, а также количество клеток, мигрировавших в пористый матрикс самой матрицы. Иммуногистохимическое окрашивание этих культивируемых клеток показало экспрессию коллагена типа II, в том числе обнаруженного и внутриклеточно, что является одним из доказательств неохондрогенеза, так как процесс синтеза коллагена II типа является фенотипическими признаками хондроцита (van Lange JW, de Roo K, Middelkoop E, van den Bos T, Everts V, Nolst Trenite GJ. Perichondrium-wrapped collagenous matrices to induce chondroneogenesis: an in vitro study. Arch Facial Plast Surg. 2001 Apr-Jun; 3(2): 122-6. doi: 10.1001/archfaci.3.2.122. PMID: 11368666)...............
Формула изобретения
1. Трансплантат - тканеинженерная надхрящница для восстановления хряща субъекта, включающий скаффолд и живые клетки, отличающийся тем, что скаффолд представлен пластом донорской децеллюляризованной надхрящницы, на верхней части которого расположены клеточные сфероиды, причем клеточные сфероиды представлены трехмерными агрегатами в форме сфер, состоящими из контактирующих друг с другом аутологичных предварительно культивированных адгезивных клеток камбиального слоя надхрящницы в количестве 8000 клеток на сфероид, частично слившихся между собой и погруженных в скаффолд, сверху конструкт покрыт слоем геля на основе гиалуроновой кислоты с сураминсодержащими липосомами толщиной 250-500 мкм.
2. Трансплантат по п. 1, отличающийся тем, что субъект представляет собой человека.
3. Трансплантат по п. 1, отличающийся тем, что клеточные сфероиды аутологичных культивированных мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток костного мозга - в количестве 6000-8000 клеток на сфероид.
4. Трансплантат по п. 1, отличающийся тем, что гель на основе гиалуроновой кислоты с сураминсодержащими липосомами размещен между скаффолдом с клеточными сфероидами и хрящевой тканью восстанавливаемого хряща, заполняя все свободное пространство.
5. Трансплантат по п. 1, отличающаяся тем, что донорская децеллюляризованная надхрящница с расположенными на ее поверхности клеточными сфероидами может быть свернута в форме трубы, где слой клеточных сфероидов расположен на ее внутренней цилиндрической поверхности, а внутреннее пространство трубы заполнено гелем на основе гиалуроновой кислоты с сураминсодержащими липосомами.
Медаль Альфреда Нобеля