Влияние полилактидных раневых покрытий с таниновой кислотой на концентрацию маркеров ангиогенеза, альтерации и активации эндотелиальных клеток в крови у белых крыс при заживлении экспериментального полнослойного дефекта кожи

Введение. В настоящее время остро стоит проблема поиска новых эффективных средств лечения кожных ран. Одним из возможных решений проблемы представляется применение синтетических раневых покрытий на основе полилактида с адресной доставкой таниновой кислоты. Цель. Оценка изменения концентрации маркеров ангиогенеза, альтерации и активации эндотелиальных клеток под влиянием микрокамерных полилактидных раневых покрытий, загруженных таниновой кислотой, в динамике заживления экспериментального полнослойного дефекта кожи у белых крыс. Материалы и методы. Для достижения цели выполнен эксперимент на 63 белых крысах-самцах, разделенных на четыре группы: интактные животные (n=9), группа сравнения (n=18), опытные группы № 1, 2 (по n=18). У животных сравнительной и опытных групп оперативным путем создавалась модель острой эксцизионной кожной раны размером 10х10 мм. Животным опытной группы № 1 на сформированный кожный дефект накладывалось полилактидное микрокамерное раневое покрытие без активных компонентов. Крысам опытной группы № 2 накладывалось аналогичное покрытие, микрокамеры которого были загружены таниновой кислотой. Оценивались концентрации в крови фактора роста эндотелия сосудов (VEGF), синдекана-1, sE-селектина. Результаты. В результате исследований обнаружили, что заживление полнослойного дефекта кожи у крыс сопровождается альтерацией и активацией эндотелия, характеризующимися повышением сывороточных концентраций синдекана-1 в 4,4 раза и sЕ-селектина в 2,2 раза. Также происходит активация ангиогенеза с увеличением концентрации VEGF в 1,7 раза на 7-е сутки эксперимента и в 6,5 раз на 14-е сутки. Покрытия с таниновой кислотой вызывают снижение альтерации эндотелиального гликокаликса и воспалительной активации эндотелиоцитов, что проявляется уменьшением к 7-м суткам эксперимента сывороточных концентраций VEGF и синдекана-1 в 2 раза и sЕ-селектина в 1,7 раз по сравнению с аналогом без активных компонентов. На 14-е сутки эксперимента в опытной группе № 2 концентрации VEGF в 5,9, Синдекана-1 в 2,8, а E-селектина в 2,2 раза меньше, чем у крыс группы сравнения. При этом, концентрации VEGF и E-селектина соответствуют значениям интактных животных, а уровень синдекана-1 превышает контроль на 58 %. Заключение. Полилактидные раневые покрытия с микрокамерами, заполненными таниновой кислотой, оказывают значительное влияние на течение раневого процесса у крыс с полнослойным дефектом кожи.

1. Sen CK. Human Wounds and Its Burden: An Updated Compendium of Estimates. Advances in wound care. 2019; 8(2):39-48. Doi: 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 Extremity Wounds. 2014;13(3):180-190. Doi: 10.1177/1534734614544523.

3. Negut I, Dorcioman G, Grumezescu V. Scaffolds for Wound Healing Applications. Polymers. 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. Doi: 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: 10.1016/j.mtcomm.2019.02.009.

6. Hamad K. Properties and medical applications of poly (lactic acid): A review. Express Polym Lett. 2015;9(5):435455. 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(2):705-713. Doi: 10.1016/j.carbpol.2010.08.042.

8. Wang X, Cheng F, Liu J, Smatt 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. Doi: 10.1016/j.actbio.2016.09.021.

9. Cheng M, Hu L, Xu G, Pan P, Liu Q, Zhang Z, He Z, Wang C, Liu M, Chen L, Chen J. Tannic acid-based dualnetwork homogeneous hydrogel with antimicrobial and prohealing properties for infected wound healing. Colloids Surf B Biointerfaces. 2023;227:113354. Doi: 10.1016/j.colsurfb.2023.113354.

10. Смотрин С.М., Довнар Р.И., Васильков А.Ю. и др. Влияние перевязочного материала, содержащего наночастицы золота или серебра, на заживление экспериментальной раны // Журн. ГГМУ. – 2012. – № 1. – С. 75–80. [Smotrin SM, Dovnar RI, Vasilkov AYu, Prokopchik NI, Ioskevich NN. The effect of dressing material containing gold or silver nanoparticles on the healing of an experimental wound. J Grodno State Med University. 2012;1(37):75-80. (in Russ.)].

11. Иванов А.Н., Ермаков А.В., Ленгерт Е.В. и др. Раневое микрокамерное покрытие из полилактида и способ его получения. Патент № 281120; заявл. 2023117375/04(037127) от 30.06.2023. Опубликовано: 11.01.2024 Бюл. № 2. [Ivanov AN, Ermakov AV, Lengert EV, Stepanova TV, Savkina AA, Kiriyazi TS. Wound microchamber coating made of polylactide and method for its production. Patent 2811200, Appl. 2023117375/04(037127) 06/30/2023. Published: 01/11/2024 Bull. No. 2.2023. (in Russ.)].

12. Gopal S. Syndecans in Inflammation at a Glance. Front Immunol. 2020;11:227. Doi: 10.3389/fimmu.2020.00227.

13. McDonald, KK, Cooper S, Danielzak L, Leask RL. Glycocalyx Degradation Induces a Proinflammatory Phenotype and Increased Leukocyte Adhesion in Cultured Endothelial Cells under Flow. PloS one. 2016;11(12):e0167576. Doi: 10.1371/journal.pone.0167576.

14. Voyvodic PL, Min D, Liu R, Williams E, Chitalia V, Dunn AK, Baker AB. Loss of syndecan-1 induces a pro-inflammatory phenotype in endothelial cells with a dysregulated response to atheroprotective flow. J Biol Chem. 2014; 289(14):9547-9559. Doi: 10.1074/jbc.M113.541573.

15. Silva M, Videira PA, Sackstein R. E-Selectin Ligands in the Human Mononuclear Phagocyte System: Implications for Infection, Inflammation, and Immunotherapy. Front Immunol. 2018;8:1878. Doi: 10.3389/fimmu.2017.01878.

16. Shaik-Dasthagirisaheb YB, Varvara G, Murmura G, Saggini A, Potalivo G, Caraffa A, Antinolfi P, Tete S, Tripodi D, Conti F, Cianchetti E, Toniato E, Rosati M, Conti P, Speranza L, Pantalone A, Saggini R, Theoharides T C, Pandolfi F. Vascular endothelial growth factor (VEGF), mast cells and inflammation. Int J Immunopathol Pharmacol. 2013;26(2):327335. Doi: 10.1177/039463201302600206.

17. Johnson KE, Wilgus TA. Vascular Endothelial Growth Factor and Angiogenesis in the Regulation of Cutaneous Wound Repair. Adv Wound Care (New Rochelle). 2014;3(10):647-661. Doi: 10.1089/wound.2013.0517.

18. Aoki S, Kinoshita M, Miyazaki H, Saito A, Fujie T, Iwaya K, Takeoka S, Saitoh D. Application of poly-L-lactic acid nanosheet as a material for wound dressing. Plast Reconstr Surg. 2013;131(2):236-240. Doi: 10.1097/PRS.0b013e3182789c79.

19. 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. 2020;12(4):839. Doi: 10.3390/polym12040839.

20. Saveleva MS, Ivanov AN, Kurtukova MO, Atkin VS, Ivanova AG, Lyubun GP, Martyukova AV, Cherevko EI, Sargsyan AK, Fedonnikov A S, Norkin IA, Skirtach AG, Gorin DA, Parakhonskiy BV. Hybrid PCL/CaCO3 scaffolds with capabilities of carrying biologically active molecules: Synthesis, loading and in vivo applications. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2018;85:57-67. Doi: 10.1016/j.msec.2017.12.019.

21. Wu K, Fu M, Zhao Y, Gerhard E, Li Y, Yang J, Guo J. Anti-oxidant anti-inflammatory and antibacterial tannin-crosslinked citrate-based mussel-inspired bioadhesives facilitate scarless wound healing. Bioact mater. 2022;20:93-110. Doi: 10.1016/j.bioactmat.2022.05.017.

22. Chen Y, Tian L, Yang F, Tong W, Jia R, Zou Y, Yin L, Li L, He C, Liang X, Ye G, Lv C, Song X, Yin Z. Tannic Acid Accelerates Cutaneous Wound Healing in Rats Via Activation of the ERK 1/2 Signaling Pathways. Adv Wound Care (New Rochelle). 2019;8(7):341-354. Doi: 10.1089/wound.2018.0853.