Изучение влияния биопокрытия роговицы на основе оригинального гидрогелевого биополимерного скаффолда на структуры переднего отрезка глаза в эксперименте

В последние годы были предложены различные виды биоинженерных конструкций скаффолдов — биоматериальных структур, служащих субстратом для восстановления и регенерации тканей. Они обладают выраженной биосовместимостью, способны поддерживать высокую концентрацию доставляемых веществ в поврежденных тканях, а также могут быть стандартизованы в процессе изготовления.

Цель исследования — оценить безопасность и изучить влияние биопокрытия на основе оригинального гидрогелевого био­полимерного скаффолда на неповрежденные структуры переднего отрезка глаза и его придаточного аппарата в эксперименте.

Материалы и методы. Экспериментальное исследование было проведено на 6 кроликах (6 глаз). В качестве биопокрытия роговицы использовали оригинальный гидрогелевый биополимерный скаффолд диаметром 10,0 мм, толщиной 1,5 и 2,0 мм. На 3, 7 и 9-е сутки от начала эксперимента выполняли гистологическую оценку результатов.

Результаты. На 3-е и 7-е сутки эксперимента гистологические исследования препаратов глаз кроликов не выявили структурных изменений переднего отрезка глаза и отличий между скаффолдами разной толщины. Во всех случаях наблюдалась равномерная эпителизация роговицы. Строма, десцеметова мембрана, эндотелий, общая топография межклеточного матрикса не были изменены. На 9-е сутки в эксперименте со скаффолдом толщиной 1,5 мм структурные изменения переднего отрезка глаза также не были выявлены. При гистологическом исследовании образца со скаффолдом толщиной 2,0 мм отмечены изменения в виде утолщения эпителия, признаков псевдорядности базального слоя, гиперплазии слоя крыловидных клеток с увеличением количества его слоев, увеличения количества клеточных элементов в передних слоях стромы, без структурных изменений десцеметовой мембраны и эндотелия роговицы.

Заключение. Использованное биопокрытие на основе гидрогелевого скаффолда подвергается самостоятельной био­де­градации без последствий для глазного яблока и его придаточного аппарата. Увеличение толщины биопокрытия приводит к замедлению его биодеградации и усилению активности пролиферативных процессов в эпителии и передних слоях стромы, что косвенно свидетельствует о повышении регенераторных свойств данных тканей.

1. Burton M.J., Ramke J., Marques A.P., Bourne R.R.A., Congdon N., Jones I., Ah Tong B.A.M., Arunga S., Bachani D., Bascaran C., Bastawrous A., Blanchet K., Braithwaite T., Buchan J.C., Cairns J., Cama A., Chagunda M., Chuluunkhuu C., Cooper A., Crofts-Lawrence J., Dean W.H., Denniston A.K., Ehrlich J.R., Emerson P.M., Evans J.R., Frick K.D., Friedman D.S., Furtado J.M., Gichangi M.M., Gichuhi S., Gilbert S.S., Gurung R., Habtamu E., Holland P., Jonas J.B., Keane P.A., Keay L., Khanna R.C., Khaw P.T., Kuper H., Kyari F., Lansingh V.C., Mactaggart I., Mafwiri M.M., Mathenge W., McCormick I., Morjaria P., Mowatt L., Muirhead D., Murthy G.V.S., Mwangi N., Patel D.B., Peto T., Qureshi B.M., Salomão S.R., Sarah V., Shilio B.R., Solomon A.W., Swenor B.K., Taylor H.R., Wang N., Webson A., West S.K., Wong T.Y., Wormald R., Yasmin S., Yusufu M., Silva J.C., Resnikoff S., Ravilla T., Gilbert C.E., Foster A., Faal H.B. The Lancet Global Health Commission on Global Eye Health: vision beyond 2020. Lancet Glob Health 2021; 9(4): e489–e551, https://doi.org/10.1016/S2214-109X(20)30488-5.
2. Нероев В.В. Работа Российского национального комитета по ликвидации устранимой слепоты в рамках программы ВОЗ «Зрение 2020». В кн.: Материалы VIII межрегионального симпозиума «Профилактика слепоты вследствие травм органа зрения». Инициатива ВОЗ «Всеобщий доступ к здоровью глаз: глобальный план действий на 2014–2019 годы», 13 октября 2016. М; 2017; с. 11–34.
3. Thia Z.Z., Ho Y.T., Shih K.C., Tong L. New developments in the management of persistent corneal epithelial defects. Surv Ophthalmol 2023; 68(6): 1093–1114, https://doi.org/10.1016/j.survophthal.2023.06.001.
4. Труфанов С.В., Суббот А.М., Шахбазян Н.П. Биотехнологические методы лечения персистирующих эпителиальных дефектов роговицы. Вестник офтальмологии 2020; 136(5): 277–282, https://doi.org/10.17116/oftalma2020136052277.
5. Безушко А.В., Дубовиков А.С., Куликов А.Н., Чу­рашов С.В., Черныш В.Ф., Блинова М.И., Александро­ва О.И., Хорольская Ю.И., Гаврилюк И.О., Карпович В.В., Даниличев В.Ф. Применение коллагенового скаффолда и амниотической мембраны с культивируемыми стволовыми клетками лимба для устранения лимбальной недостаточности: экспериментальное исследование. Тихоокеанский медицинский журнал 2019; 2: 54–57.
6. Mazzocca A.D., McCarthy M.B., Chowaniec D.M., Dugdale E.M., Hansen D., Cote M.P., Bradley J.P., Romeo A.A., Arciero R.A., Beitzel K. The positive effects of different platelet-rich plasma methods on human muscle, bone, and tendon cells. Am J Sports Med 2012; 40(8): 1742–1749, https://doi.org/10.1177/0363546512452713.
7. Федосеева Е.В., Ченцова Е.В., Боровкова Н.В., Пономарев И.Н., Власова В.А., Павленко Ю.А. Опыт применения тромбофибринового сгустка богатой тромбоцитами плазмы при язвенном поражении роговицы. Российский офтальмологический журнал 2021; 14 (4): 15–21, https://doi.org/10.21516/2072-0076-2021-14-4-supplement-15-21.
8. You J., Hodge C., Hoque M., Petsoglou C., Sutton G. Human platelets and derived products in treating ocular surface diseases — a systematic review. Clin Ophthalmol 2020; 14: 3195–3210, https://doi.org/10.2147/OPTH.S265701.
9. Natalia M.E.R., Susiyanti M. The efficacy of sutureless amnion membrane transplantation for corneal epithelialization in delayed corneal healing: a systematic review. Korean J Ophthalmol 2025; 39(3): 288–299, https://doi.org/10.3341/kjo.2025.0004.
10. Новицкий И.Я., Сарахман М.Н., Смаль Т.М. Трансплантация амниотической оболочки с фиксацией в слоях роговицы. Офтальмохирургия 2003; 3: 4–7.
11. Furundaoturan O., Palamar M., Barut Selver Ö. Palliative efficacy of intrastromal amniotic membrane procedure in symptomatic bullous keratopathy patients. Turk J Ophthalmol 2022; 52(3): 162–167, https://doi.org/10.4274/tjo.galenos.2022.38839.
12. Meller D., Pauklin M., Thomasen H., Westekemper H., Steuhl K.P. Amniotic membrane transplantation in the human eye. Dtsch Arztebl Int 2011; 108(14): 243–248, https://doi.org/10.3238/arztebl.2011.0243.
13. Егорихина М.Н., Мухина П.А., Бронникова И.И. Скаффолды как системы доставки биологически активных и лекарственных веществ. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний 2020; 9(1): 92–102, https://doi.org/10.17802/2306-1278-2020-9-1-92-102.
14. Егорихина М.Н., Левин Г.Я., Чарыкова И.Н., Алейник Д.Я., Соснина Л.Н. Способ создания биорезорбируемого клеточного скаффолда на основе фибрина плазмы крови. Патент RU 2653434 C1.
15. Семенычева Л.Л., Астанина М.В., Кузнецова Ю.Л., Валетова Н.Б., Гераськина Е.В., Таранкова О.А. Способ получения уксусной дисперсии высокомолекулярного рыбного коллагена. Патент RU 2567171 C1.
16. Egorikhina M.N., Aleynik D.Y., Rubtsova Y.P., Levin G.Y., Charykova I.N., Semenycheva L.L., Bugrova M.L., Zakharychev E.A. Hydrogel scaffolds based on blood plasma cryoprecipitate and collagen derived from various sources: structural, mechanical and biological characteristics. Bioact Mater 2019; 4: 334–345, https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2019.10.003.
17. Matthews J.A., Wnek G.E., Simpson D.G., Bowlin G.L. Electrospinning of collagen nanofibers. Biomacromolecules 2002; 3(2): 232–238, https://doi.org/10.1021/bm015533u.
18. Chen S., Mienaltowski M.J., Birk D.E. Regulation of corneal stroma extracellular matrix assembly. Exp Eye Res 2015; 133: 69–80, https://doi.org/10.1016/j.exer.2014.08.001.
19. Vogel W.F. Collagen-receptor signaling in health and disease. Eur J Dermatol 2001; 11(6): 506–514.
20. Baratta R.O., Del Buono B.J., Schlumpf E., Ceresa B.P., Calkins D.J. Collagen mimetic peptides promote corneal epithelial cell regeneration. Front Pharmacol 2021; 12: 705623, https://doi.org/10.3389/fphar.2021.705623.
21. Chattopadhyay S., Raines R.T. Review collagen-based biomaterials for wound healing. Biopolymers 2014; 101(8): 821–833, https://doi.org/10.1002/bip.22486.
22. Егорихина М.Н. Использование компонентов крови в тканевой инженерии. Сибирское медицинское обозрение 2018; 3: 14–23, https://doi.org/10.20333/2500136-2018-3-14-23.
23. Martino M.M., Briquez P.S., Ranga A., Lutolf M.P., Hubbell J.A. Heparin-binding domain of fibrin(ogen) binds growth factors and promotes tissue repair when incorporated within a synthetic matrix. Proc Natl Acad Sci U S A 2013; 110(12): 4563–4568, https://doi.org/10.1073/pnas.1221602110.
24. Martino M.M., Hubbell J.A. The 12th–14th type III repeats of fibronectin function as a highly promiscuous growth factor-binding domain. FASEB J 2010; 24(12): 4711–4721, https://doi.org/10.1096/fj.09-151282.

Grigoryeva I.N., Akmalov N.A., Shatskikh A.V., Voskresenskaya A.A., Egorikhina M.N., Rubtsova Yu.P., Pozdeyeva N.A. Experimental Study of the Effect of Corneal Bio-Coating Based on the Original Hydrogel Biopolymer Scaffold on the Anterior Segment Structures of the Eye. Sovremennye tehnologii v medicine 2025; 17(4): 44, https://doi.org/10.17691/stm2025.17.4.04