Тканеинженерные методы закрытия барабанной перепонки

1. Луничева А.А.

ТКАНЕИНЖЕНЕРНЫЕ
МЕТОДЫ ЗАКРЫТИЯ
БАРАБАННОЙ
ПЕРЕПОНКИ
Луничева А.А.
Студентка 5 курса, 93 группы
Международная школа «Медицина будущего»

2. Перфорация барабанной перепонки (БП) – одна из распространенных причин, лежащих в основе при снижении слуха.

АКТУАЛЬНОСТЬ
Перфорация барабанной
перепонки (БП) – одна из
распространенных причин,
лежащих в основе при
снижении слуха.
Тканевая инженерия позволяет создавать
биосовместимые материалы, обладающие
структурой и свойствами нативной БП.
Villar-Fernandez, M. A., & Lopez-Escamez, J. A. (2015). Outlook for tissue engineering of the tympanic membrane. Audiology Research, 5(1).
doi:10.4081/audiores.2015.117

3. СТРОЕНИЕ БАРАБАННОЙ ПЕРЕПОНКИ

Три слоя:
• Многослойный плоский эпителий (кератиноциты)
• Фибробласты II и III типа (lamina propria)
• Слизистая оболочка, выстилающая барабанную
полость
Фиброзный слой ненатянутой части – рыхлые
волокна коллагена III типа + эластические волокна
Volandri G, Di Puccio F, Forte P, Carmignani C. Biomechanics of the tympanic membrane. J Biomech 2011;44:1219-36.

4.

Villar-Fernandez, M. A., & Lopez-Escamez, J. A. (2015). Outlook for tissue engineering of the tympanic membrane. Audiology Research, 5(1).
doi:10.4081/audiores.2015.117

5. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ТИМПАНОПЛАСТИКИ И ТКАНЕВОЙ ИНЖЕНЕРИИ

Villar-Fernandez, M. A., & Lopez-Escamez, J. A. (2015). Outlook for tissue engineering of the tympanic membrane. Audiology Research, 5(1).
doi:10.4081/audiores.2015.117

6. ТРИ ВОПРОСА К ПРОБЛЕМЕ ЗАКРЫТИЯ ПЕРФОРАЦИИ

• Отсутствие структурной идентичности
трансплантата
• Недостаток ростовых факторов и активности
ангиогенеза
• Дефицит внеклеточного матрикса, лежащего в
основе слабой адгезии в неомембране
Teh BM, Marano RJ, Shen Y, Friedland PL. Tissue engineering of the tympanic membrane. Tissue Eng B 2013;19:116-32

7.

НАПРАВЛЕНИЯ ТКАНЕВОЙ ИНЖЕНЕРИИ
1. Scuffold (скаффолд –
технология)
2. Клетки
3. Регуляторные факторы
Teh BM, Marano RJ, Shen Y, Friedland PL. Tissue engineering of the tympanic membrane. Tissue Eng B 2013;19:116-32.
Harrison R, St-Pierre J, Stevens M. Tissue Engineering and regenerative medicine : a year in review. Tissue Eng B 2014;20:1-16.

8. СПОСОБЫ ЗАКРЫТИЯ ПЕРФОРАЦИИ

• Создание искусственной мембраны
на
перфорацию
• Помещение скаффолд
факторы роста (ФР)
• Нанесение скаффолд-материала на перфорацию
добавление факторов роста (ФР) в виде капель
Teh BM, Marano RJ, Shen Y, Friedland PL. Tissue engineering of the tympanic membrane. Tissue Eng B 2013;19:116-32

9. SCUFFOLD (СКАФФОЛД-ТЕХНОЛОГИЯ)

- это культирование клеток
на трехмерных подложках –
носителях
естественного/искусственног
о происхождения с целью
пространственного
формирования будущего
клеточного органа или его
фрагмента для
трансплантата.
Hong P, Bance M, Gratzer PF. Repair of tympanic membrane perforation using novel adjuvant therapies: a contemporary review of experimental and tissue
engineering studies. Int J Pediatr Otorhinolaryngol 2013;77:3-12

10. БЕСКЛЕТОЧНЫЙ МАТРИКС

очищенный от клеток трансплантат (graft),
сохраняющий оригинальную структуру, содержащий
коллаген и протеогликаны
Изучены и применяются:
• бесклеточный коллаген от свиной брюшины/трупа
• свиная подслизистая пластинка из тонкого
кишечника
• бычий/конский перикард
Villar-Fernandez, M. A., & Lopez-Escamez, J. A. (2015). Outlook for tissue engineering of the tympanic membrane. Audiology Research, 5(1).
doi:10.4081/audiores.2015.117

11. БИОДЕГРАДИРУЕМЫЕ ПОЛИМЕРЫ

Возможность изменения формы / размеров / пористости
полимера
Биосовместимы, подвергаются биодеградации
Просты в создании / в производстве в больших масштабах
Механические / структуральные свойства контролируемы
не воспроизводят исходное строение БП
Nardone M, Sommerville R, Bowman J, Danesi G. Myringoplasty in simple chronic otitis media: critical analysis of long-term results in a 1,000-adult patient
series. Otol Neurotol 2012;33:48-53
• . Perkins. Synthetic tympanic membrane US Patent 4077069; 1978

12. ТИПЫ ПОЛИМЕРОВ

1. Фиброин шелка
• биосовместимый/-деградированный
материал
• способствует адгезии за счет
создания пептидных цепей
• потенцирование роста
кератиноцитов
2. Цитозан
• мукополисахарид с аб-свойствами
• высокая плотность коллагена
• трехслойная пористая структура
Kang W, Kr H, Kr S, et al. Artificial eardrum using silk. US Patent 8500808; 2013.

13.

ПОЛИМЕР
СВОЙСТВА
Фиброин шелка
Неомембрана идентична нативной
Ускоренная эпителиализация / закрытие
перфорации
Цитозан
Неомембрана идентична нативной
Хорошая клеточная пролиферация
Улучшенная инфильтрация за счет пористой
структуры
Ghassemifar R, Redmond S, Zainuddin S, Chirila T. Advancing towards a tissue-engineered tympanic membrane: silk fibroin as substratum for growing
human eardrum keratinocytes. Appl J Biomater 2010;24:591-606.
Kim J, Kim S, Choi S, Lim KT, Lee JB, Seonwoo H, et al. A healing method of tympanic membrane perforations using three-dimensional porous chitosan
scaffolds. Tissue Eng A 2011;17:2763-72.

14. СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ

запуск дифференцировки
клеток в фибробласты
фиброзного слоя БП
синтез коллагена II типа
забор возможен из
пуповиной крови, жировой
ткани
возможность инъекций в
скаффолд
недостаточно клинических
испытаний / данных о
безопасности (инфекции,
опухоли)
Rocca A, D’Alessandro D, Chiellini F, Dinucci D, Puppi D, Trombi L, et al. In vitro study on the generation of tympanic membrane substitutes via tissue
engineering. Ital J Anat Embriol 2012;117:2012

15. РОСТОВЫЕ ФАКТОРЫ (BIOMOLECULES)

способствуют эпителиализации / миграции клеток в зону
перфорации
Эпителиальный фактор роста (ЭФР):
высокая аффинность рецепторов к барабанным эпителиальным и
СК
синтез ДНК/РНК
Фактор роста фибробластов (ФРФ):
ускоренная пролиферация кератиноцитов / фибробластов / рост
фибрилл коллагена
в комбинации со скаффолд
быстрое и качественное закрытие
Lee A, Jackler R, Kato B, Scott N. Repair of chronic tympanic membrane perforations using epidermal growth factor: progress towards clinical application.
Otol Neurotol 1994;15:10-8.
Kakigi A, Uchida A, Nishimura M, Takeda T, Takeda S, Nakatani H. Expression of fibroblast growth factor receptors 1-4 in human chronic tympanic
membrane perforation. J Otorhinolaryngol Relat Spec 2010; 71:67-70.

16. ВЫВОДЫ (1)

• Скаффолд
альтернатива лечению аутологичной тканью (височная фасция,
надхрящница/хрящ козелка).
Может использоваться в практике, необходимо уточнение использования
биоматериалов.
• Регуляторные факторы
ФР улучшают регенерацию.
Необходимы уточнения насчет типов молекул, дозах, длительности и
кратности терапии, месте введения.
• Клетки
o Дорого, возможны побочные эффекты (холестеатома ятрогенная при
эпителиальной инфильтрации среднего уха), сложная методика посева
различных СК на различные слои ТМ.
o Сложности переноса результатов клин исследований с животных на людей.

17. ВЫВОДЫ (2)

• Тканевая инженерия (ТИ) – альтернативный подход к
закрытию перфорации БП, создающий идентичную
нативной мембрану с необходимой структурой и
акустическими свойствами
• Регуляторные/ростовые факторы за счет повышения
активности ангиогенеза и пролиферации способны
улучшать исходы перфораций.
• Развитие новых материалов делает ТИ дисциплиной с
огромным потенциалом в отохирургии.

18. Спасибо за внимание!