Заместительная пластика мочевого пузыря с исполь-зованием комбинированной мембраны на основе продуктов секреции мезенхимных стволовых клеток человека и коллагена I типа

Цель исследования: проблема заместительной пластики мочевого пузыря по-прежнему остается актуальной, несмотря на широкое использование кишечной цистопластики, в связи со сложностью операции и потенциально высоким риском осложнений. Перспективной альтернативой считается использование биоинженерных конструкций на основе препаратов коллагена, включающих стволовые клетки или продукты их секреции.
Материалы и методы исследования: для оценки эффективности этого метода цистопластики проведено 14 хронических экспериментов на кроликах-самцах, которым выполнили резекцию мочевого пузыря с замещением образовавшегося дефекта мембраной из коллагена I типа (1-я серия, 5 кроликов) или мембраной того же состава, включающей кондиционированную среду, содержащую продукты секреции мезенхимных стволовых/стромальных клеток жировой ткани (МСК ЖТ) человека (2-я
серия, 5 кроликов). В группе сравнения (4 кролика) была проведена резекция мочевого пузыря и ушивание дефекта без заместительной цистопластики (3-я серия).
Результаты: через 1 мес после операции во всех случаях выявляли полную эпителизацию внутренней поверхности имплантата с замещением коллагеновой основы имплантата тканями организма. При этом в 1-й серии коллагеновый имплантат замещался преимущественно соединительной тканью с врастанием единичных гладкомышечных клеток, тогда как во 2-й серии новообразованная стенка мочевого пузыря содержала массу гладкомышечных клеток, врастающих в коллагеновый матрикс и формирующих мышечную оболочку. В 3-й серии также выявлялась регенерация мышечной оболочки в области рубца, но с меньшей интенсивностью, что подтверждено данными морфометрии. Во 2-й серии происходила более активная васкуляризация коллагенового имплантата за счет неоангиогенеза, интенсивность которой превышала активность этого процесса в 3-й и особенно в 1-й сериях. Функциональные исследования показали, что в 1-й и 3-й сериях функциональная емкость мочевого пузыря оказалась сниженной, тогда как во 2-й серии она приближалась к нормальным значениям. При выполнении цистометрии наполнения динамика роста внутрипузырного давления во 2-й серии была близка к норме, а в 1-й и 3-й сериях уже после инфузии небольшого объема физиологического раствора отмечался выраженный подъем внутрипузырного давления, что свидетельствовало о сниженной комплаентности реконструированного мочевого пузыря.
Обсуждение: полученные результаты свидетельствуют, что имплантаты на основе коллагена 1-го типа можно эффективно использовать для замещения части стенки мочевого пузыря, но более перспективно использование биоинженерных конструкций на коллагеновой основе, содержащих стимуляторы клеточной регенерации, секретируемые стволовыми клетками в среду их культивирования.

Введение. В урологической практике нередки ситуации, когда необратимо повреждается один из участков мочевых путей и возникает необходимость замещения поврежденного сегмента другим материалом. Эта ситуация возникает у больных с заболеваниями мочевого пузыря при его злокачественном поражении или при доброкачественных заболеваниях, в лечении которых используется обширная резекция мочевого пузыря (интерстициальный цистит, нейрогенный мочевой пузырь, рефрактерный гиперактивный мочевой пузырь и др.). Для замещения всего органа или его части обычно используются сегменты тонкой, толстой или прямой кишки, илеоцекального угла, большой кривизны желудка на сосудистой ножке [1–6].

Однако помимо высокой травматичности кишечной пластики мочевого пузыря, а также высокого риска развития хирургических осложнений имеется существенная проблема развития мочевой инфекции, камней мочевого резервуара, рака в пересаженном отделе кишки, а также метаболических нарушений, связанных с различной функцией слизистой оболочки пересаженного сегмента кишки или желудка и слизистой оболочки мочевых путей [7–10].

В связи с этим изучается вопрос об альтернативных вариантах заместительной пластики мочевых путей с использованием как специально обработанных аллогенных и ксеногенных тканей, так и искусственно созданных заменителей стенки органа. Одним из перспективных материалов является коллаген, выделенный из тканей животных, к достоинствам которого относятся отсутствие токсических и канцерогенных свойств, слабая антигенность, устойчивость к тканевым ферментам, регулируемая скорость лизиса в организме, способность образовывать комплексы с биологически активными веществами, стимуляция собственных тканей организма [11–12]. Особенностью белков данного класса является их филогенетическое родство у разных видов животных и человека, что позволяет использовать ксеногенный коллаген для разработки биоматриц [13]. Коллаген считается одним из наиболее перспективных материалов временного направляющего каркаса для регенерации за счет постепенного замещения прилежащими собственными тканями организма, что выгодно отличает его от синтетических полимерных материалов, используемых в реконструктивной хирургии [14].

Проведенное нами ранее экспериментальное исследование показало, что заместительная пластика мочевого пузыря после его резекции мембраной из свиного коллагена I типа приводит к хорошим результатам, обеспечивая герметичность реконструированного органа и постепенное замещение коллагенового имплантата собственными тканями организма [15]. Однако полученные нами результаты и данные литературы свидетельствуют, что наряду с хорошей приживляемостью коллагеновые мембраны не обеспечивали ожидаемого увеличения объема мочевого пузыря и уменьшения его ригидности, что было связано с замещением коллагенового каркаса преимущественно соединительной тканью при слабой регенерации мышечной ткани [11, 16–18].

В связи с этим актуален вопрос о стимуляции васкуляризации и врастания клеток из окружающих тканей в имплантированный коллагеновый каркас для формирования полноценной стенки мочевого пузыря. С этой целью используют его покрытие стволовыми клетками различного происхождения (аутологичными или аллогенными мезенхимальными клетками костного мозга, жировой ткани, пуповинной крови, амниотической жидкости и др.) [19–24]. Поскольку стимуляция регенерации при терапии стволовыми и прогениторными клетками осуществляется преимущественно за счет секреции ими комплекса сигнальных молекул [25–27], ряд авторов предлагают включать в состав мембран компоненты этого комплекса (факторы роста тромбоцитов ВВ и СС, основной фактор роста фибробластов, фактор роста эндотелия сосудов, фактор роста эпидермиса, инсулиноподобный фактор роста-1, трансформирующий фактор роста β), также получая положительные функциональные результаты [28–34].

По нашему мнению, использование сбалансированного комплекса секреторных компонентов, продуцируемых стволовыми и прогениторными клетками и стимулирующих регенерацию органа, может оказать более выраженный эффект, чем использование отдельных его компонентов.

Целью настоящего исследования было изучить эффективность заместительной пластики мочевого пузыря мембраной из коллагена I типа, содержащей концентрированную кондиционированную среду (КС) мезенхимных стволовых/стромальных клеток, выделенных из жировой ткани человека (МСК ЖТ), по сравнению с использованием стандартной коллагеновой мембраны, не содержащей этого компонента.

Материалы и методы. Экспериментальные исследования проведены в хронических опытах на 14 новозеландских кроликах-самцах массой 3–3,5 кг. Животных содержали в стандартных условиях вивария на рационе из специального комбикорма с неограниченным доступом к воде. Все эксперименты проводили с соблюдением принципов Европейской конвенции о гуманном отношении к животным. Опыты обязательно проводились в условиях общего обезболивания. Эвтаназия животных произведена избыточным введением наркотического вещества (тиопентала натрия).

...

В.И. Кирпатовcкий, Д.М. Камалов, А.Ю. Ефименко, П.И. Макаревич, Г.Д. Сагарадзе, О.А. Макаревич, П.П. Нимирицкий, Е.О. Осидак, С.П. Домогатский, В.К. Карпов, Ж.А. Акопян, В.А. Ткачук, А.А. Камалов