Влияние микрокамерных раневых покрытиий на динаммику микроциркуляторных реакций в зоне полнослойного дефекта кожи у белых крыс

Введение. Распространенность острых и хронических ран, как в России, так и за рубежом, остается на высоком уровне, что обуславливает актуальность совершенствования технологий их лечения. Технологии микро- и наноструктурирования синтетических полимеров, в частности, полилактида, открывают новые возможности создания биодеградируемых покрытий, экспериментальная апробация которых представляет не только научный, но и практический интерес.

Цель исследования – изучение влияния микрокамерных полилактидных биодеградируемых покрытий на изменение микроциркуляции в зоне полнослойного экспериментального дефекта кожи у белых крыс.

Материалы и методы. Исследования проводились на 40 белых беспородных крысах, разделенных на три группы: контрольную (КОН, n=10), сравнительную (РДК) – 15 животных с полнослойным экспериментальным дефектом кожи, и опытную (ПМП) – 15 крыс, которым выполняли наложение микрокамерного полилактидного биодеградируемого покрытия. Раневые покрытия из полилактида (полимолочная кислота) в виде массивов микрокамер изготавливались на основе шаблона лунок микронного размера. На 7-е и 14-е сутки эксперимента у животных групп РДК и ПМК проводилась оценка площади раневого дефекта и микроциркуляции кожи краев экспериментальной раны методом лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ).

Результаты. На 7-е и на 14-е сутки после формирования экспериментального раневого дефекта в межлопаточной области у крыс отмечалось увеличение перфузии кожи краев раны на 26,9–27,8 %, сопровождающееся перераспределением вклада активных и пассивных механизмов модуляции микрокровотока, которое характеризовалось увеличением амплитуд колебаний перфузии в миогенном, дыхательном и сердечном диапазонах. Использование полилактидного покрытия для закрытия раневого дефекта ускоряло процесс эпителизации преимущественно на 1-й неделе эксперимента, а также уменьшало выраженность повышения перфузии кожи краев экспериментальной раны на 1-й неделе эксперимента и полностью нивелировало на 2-й. Снижение перфузии кожи краев экспериментальной раны под влиянием полилактидного покрытия у крыс сопровождалось уменьшением относительно группы РДК на 7-е сутки эксперимента амплитуды миогенных колебаний на 20 %, а на 14-е сутки – амплитуд дыхательных колебаний на 19,7 %.

Заключение. Разработанные полилактидные покрытия уменьшают выраженность воспалительных изменений микроциркуляции краев экспериментального раневого дефекта, что в сочетании с ускорением эпителизации раны свидетельствует в пользу биосовместимости данного типа перевязочного материала.

1. Sen CK. Human Wounds and Its Burden: An Updated Compendium of Estimates // Adv Wound Care (New Rochelle). 2019;8(2):39–48. Dоi: 10.1089/wound.2019.0946.

2. Agrawal P, Soni S, Mittal G, Bhatnagar A. Role of polymeric biomaterials as wound healing agents // Int J Low Extrem Wounds. 2014;13(3):180–190. Doi: 10.1177/1534734614544523.

3. Negut I, Dorcioman G, Grumezescu V. Scaffolds for Wound Healing Applications // Polymers (Basel). 2020; 12(9):2010. Doi: 10.3390/polym12092010.

4. Zhang J, Song C, Han Y, Xi Z, Zhao L, Cen L, Yang Y. Regulation of inflammatory response to polyglycolic acid scaffolds through incorporation of sodium tripolyphosphate // Eur. Polym. J. 2020;(122):109349. Dоi: 10.1016/j.eurpolymj.2019.109349.

5. Joseph B, Augustine R, Kalarikkal N, Thomas S, Seantier B, Grohens Y. Recent advances in electrospun polycaprolactone based scaffolds for wound healing and skin bioengineering applications // Mater. Today Commun. 2019;(19):319–335. Doi.org/10.1016/j.mtcomm.2019.02.009.

6. Hamad K, Kaseem M, Yang HW, Deri F, Ko YG. Properties and medical applications of poly (lactic acid): A review // Express Polym. Lett. 2015;(9):435–455. Doi: 10.3144/expresspolymlett.2015.42.

7. Radhakumary C, Antonty M, Sreenivasan K. Drug loaded thermoresponsive and cytocompatible chitosan based hydrogel as a potential wound dressing // Carbohydr. Polym. 2011;(83):705–713. Dоi: 10.1016/j.carbpol.2010.08.042.

8. Wang X, Cheng F, Liu J, Smått JH, Gepperth D, Lastusaari M, Xu C, Hupa L. Biocomposites of copper-containing mesoporous bioactive glass and nanofibrillated cellulose: Biocompatibility and angiogenic promotion in chronic wound healing application // Acta Biomater. 2016;(46):286–298. Dоi: 10.1016/j.actbio.2016.09.021.

9. Yousefi S, Qin J, Dziennis S, Wang RK. Assessment of microcirculation dynamics during cutaneous wound healing phases in vivo using optical microangiography // J Biomed Opt. 2014;19(7):76015. Doi: 10.1117/1.JBO.19.7.076015.

10. Thanusha AV, Koul V. Biocompatibility evaluation for the developed hydrogel wound dressing - ISO-10993-11 standards – in vitro and in vivo study // Biomed Phys Eng Express. 2021;8(1). Doi: 10.1088/2057-1976/ac3b2b.

11. Surmenev RA, Ivanov AN, Saveleva MS, Kiriiazi TS, Fedonnikov AS, Surmeneva MA. The effect of different sizes of crosslinked fibers of biodegradable electrospun poly(ε-caprolactone) scaffolds on osteogenic behavior in a rat model in vivo // Journal of Applied Polymer Science. 2022. Doi: 10.1002/app.52244.

12. Ivanov AN, Saveleva MS, Kozadaev MN, Matveeva OV, Sal’kovskiy YuE, Lyubun GP, Gorin DA, Norkin IA. New Approaches to Scaffold Biocompatibility Assessment // BioNanoSci. 2019;(9):395–405. Doi.org/10.1007/s12668-019-00613-3.

13. Смотрин С. М., Довнар Р. И., Васильков А. Ю. и др. Влияние перевязочного материала, содержащего наночастицы золота или серебра, на заживление экспериментальной раны // Журнал Гроднен. гос. мед. ун- та. – 2012. – № 1 (37). – С. 75–80.

14. Ermakov AV, Kudryavtseva VL Demina PA, Verkhovskii RA, Zhang J, Lengert EV, Sapelkin AV, Goryacheva IYu, Sukhorukov GB. Site-specific release of reactive oxygen species from ordered arrays of microchambers based on polylactic acid and carbon nanodots // J. Mater. Chem. B. 2020; (8):7977–7986. Doi: 10.1039/D0TB01148G.

15. Humeau A, Koïtka A, Abraham P, Saumet JL, L’Huillier JP. Time-frequency analysis of laser Doppler flowmetry signals recorded in response to a progressive pressure applied locally on anaesthetized healthy rats // Physics in Medicine and Biology. 2004;49(5):843–857. Doi: 10.1088/0031- 9155/49/5/014.

16. Bi H, Feng T, Li B, Han Y. In Vitro and In Vivo Comparison Study of Electrospun PLA and PLA/PVA/SA Fiber Membranes for Wound Healing // Polymers (Basel). 2020; 12(4):839. Doi: 10.3390/polym12040839.

17. Wilgus TA., Roy S, McDaniel JC. Neutrophils and wound repair: Positive actions and negative reactions // Adv. Wound Care. 2013;(2):379–388. Doi: 10.1089/wound.2012.0383.

18. Kondo T, Ishida Y. Molecular pathology of wound healing // Forensic Sci. Int. 2010;(203):93–98. Doi: 10.1016/j.forsciint.2010.07.004.

19. Крупаткин А. И. Колебания кровотока – новый диагностический язык в исследовании микроциркуляции // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2014. – Т. 13, № 1 (49). – С. 83–99.

20. Иванов А. Н., Пучиньян Д. М., Норкин И. А. Роль эндотелиальных клеток в ангиогенезе // Успехи соврем. биологии. – 2016. – Т. 136, № 5. – С. 491–505.

21. Toncheva A, Spasova M, Paneva D, Manolova N, Rashkov I. Polylactide (PLA)-Based Electrospun Fibrous Materials Containing Ionic Drugs as Wound Dressing Materials: A Review // International Journal of Polymeric Materials and Polymeric Biomaterials. 2014;63(13):657–671. Doi: 10.1080/00914037.2013.854240.