Шванновская ячейка

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 11932 (2023) Цитировать эту статью

505 доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Хитозан обладает различными эффектами регенерации тканей. Целью данного исследования было изучение эффекта регенерации нервов нервного кондуита (CCN), инкапсулированного в хитозан-коллаген-гидрогелевый шванновские клетки (SC), трансплантированного крысиной модели дефекта седалищного нерва. Мы подготовили CCN, состоящий из внешнего слоя гидрогеля хитозана и внутреннего слоя гидрогеля коллагена для инкапсуляции намеченных клеток. Крыс с дефектом седалищного нерва диаметром 10 мм лечили СК, инкапсулированными в CCN (CCN+), CCN без СК (CCN-), инкапсулированной в СК силиконовой трубкой (силикон+) и трансплантацией аутологичного нерва (ауто). Поведенческий и гистологический анализ показал, что восстановление двигательных функций, возобновление роста аксонов и миелинизация в группе CCN+ превосходили таковые в группах CCN- и силикон+. Между тем, группы CCN- и силикон+ не показали существенных различий в восстановлении двигательной функции и гистологическом восстановлении нервов. В заключение, CCN, инкапсулированный в SC, оказывает синергетический эффект на регенерацию периферических нервов, особенно на возобновление роста аксонов и ремиелинизацию СК хозяина. На ранней стадии после трансплантации ЦХН, инкапсулированные в ПК, оказывают положительное влияние на выздоровление. Таким образом, использование CCN, инкапсулированных в SC, может быть многообещающим подходом при массивных дефектах периферических нервов.

Восстановление нерва без натяжения является стандартной техникой наложения швов в случаях коаптации разорванных периферических нервов1. Аутологичная трансплантация нерва является золотым стандартом лечения, если между двумя культями нервов имеется большой зазор и невозможно наложить швы без натяжения2. Однако трансплантация аутологичных нервов имеет недостатки, такие как болезненность донорского участка и длительное время операции3,4,5. Для решения этих проблем недавно были разработаны искусственные нервные проводники. Материалы для искусственных нервных проводников в идеале не должны оказывать вредного воздействия на регенерацию нервов в процессе деградации6.

Основным компонентом хитозана является хитин, длинноцепочечный полимер N-ацетилглюкозамина, полученный из экзоскелетов членистоногих. Хитин – второй по распространенности природный полисахарид после целлюлозы7. Деацетилированной формой хитина является хитозан, и его можно недорого получить путем щелочного гидролиза хитина8. Хитозан стал привлекательным материалом для заживления ран с 1980-х годов из-за его биологических свойств, включая биосовместимость, биоразлагаемость и низкую токсичность или ее отсутствие9. Однако хитозан является относительно новым материалом в области регенерации периферических нервов10. Ранее он полностью разлагался in vivo и не выделял токсичных метаболитов, которые потенциально могли бы нанести вред процессу регенерации нервов во время деградации8. Напротив, сообщалось, что метаболиты деградации хитозана способствуют регенерации аксонов11,12. В исследованиях на животных хитозановые искусственные нервные проводники способствовали регенерации нервов13,14. В клинических рандомизированных контролируемых исследованиях восстановление после повреждения периферического нерва пальца было лучше при использовании хитозанового искусственного нервного проводника, чем при использовании простых швов15. Reaxon® (Medovent GmbH, Майнц, Германия) стал первым хитозановым искусственным нервным проводником, выпущенным на рынок в июне 2014 года.

Несмотря на значительные достижения в области искусственных нервных кондуитов, трансплантация искусственных нервов по-прежнему клинически рекомендуется при дефектах нервов пальцев размером до 30 мм16, а аутологичная трансплантация нервов остается золотым стандартом для лечения обширных дефектов периферических нервов17. Трансплантация искусственных нервов по-прежнему уступает трансплантации аутологичных нервов при массивных дефектах периферических нервов по нескольким причинам, включая отсутствие нейротрофических факторов, мостиков фибринового матрикса и шванновских клеток (СК)18,19,20. Чтобы преодолеть эти недостатки, в различных исследованиях предпринимались попытки улучшить результаты трансплантации искусственных нервов. Эти исследования показали, что гибридизация материалов искусственных нервных проводников полезна для восстановления нервов. Сообщалось также, что хитозан способствует регенерации нервов при дефектах нервов при гибридизации с коллагеном, полигликолевой кислотой и полилактидной кислотой за счет использования преимуществ этих материалов13,21,22. Искусственные нервные каналы действуют как система доставки, добавляя такие клетки, как SCs, или факторы роста, такие как фактор роста нервов (NGF), нейротрофический фактор глиальной клеточной линии (GDNF) и фактор роста фибробластов (FGF), а также высвобождаемые факторы из кондуиты стимулируют регенерацию нервов23,24,25. Кроме того, специфические клетки, такие как СК, мезенхимальные стволовые клетки и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, инкапсулируются в искусственные нервные кондуиты, чтобы стимулировать регенерацию нервов14,26,27.