Перспективы использования амниотической мембраны в заживлении раневых повреждений

Аннотация

В статье рассмотрены перспективы использования амниотической мембраны в медицине, в частности при ранозаживлении. В статье основное внимание уделено применению экстрактов амниотической мембраны для лечения ран.

Ключевые слова: амниотическая мембрана, раневые повреждения

В повседневной врачебной практике раневые повреждения остаются важной клинической проблемой, ранние и поздние осложнения которых, часто являются причиной различных заболеваний и увеличения смертности. Огромное социальное и экономическое воздействие от раневых повреждений является следствием их частой встречаемости и увеличения их частоты при старении населения. Статистика встречаемости различных видов ран кожи и мягких тканей демонстрирует, что наряду с большим числом острых ран, наблюдается также значительное количество трудноизлечимых хронических форм раневых повреждений, связанных с заболеваниями и аномалиями, которые непосредственно или косвенно приводят к повреждению кожного покрытия, в том числе артериальным, венозным, диабетическим язвам и пролежням. Кроме того, из-за осложнений, которые сопровождают острые раны, они могут трансформироваться в хронические раны, которые сложно поддаются излечению. Распространенность таких хронических раневых повреждений увеличивается с возрастом. Например, было подсчитано, что частота развития хронических ран равна 120 на 100 000 населения в возрасте от 45 до 65 лет и повышается до 800 на 100 000 населения при возрасте более 75 лет [1-3].

В настоящее время внимание специалистов в области вульнерологии (наука о ранах) сосредоточено на исследовании молекулярно-клеточных процессов протекающих в ранах и возможности их использования в лечении раневых повреждений. В ряде исследований было показано, что в острых ранах содержатся различные сигнальные молекулы, среди них стоит особо отметить факторы роста, которые играют ключевую роль в исходных фазах раневого заживления. В регенераторных процессах, протекающих в ранах, отмечается сбалансированность между протеолитической активностью и синтезом матрикса, что приводит к неосложненному и быстрому раневому заживлению. В хронических ранах этот баланс нарушается. Понимание нарушения равновесия факторов роста в хронических ранах позволяет проводить их правильное лечение. Количественно продемонстрировано, что в хронических ранах снижен уровень PDGF, FGF, eEGF и TGF-в в сравнении с острыми ранами. Однако даже если факторы роста содержатся в хронической ране, раневые протеиназы могут нейтрализовать их эффект. Для того чтобы факторы роста оказывали положительное влияние на раневое заживление, необходимо присутствие их минимальной критической концентрации в ране. Если факторы роста продуцируются в недостаточной степени или быстро метаболизируются, раневое заживление будет нарушаться [4-6].

Поэтому большой практический интерес представляют природные источники факторов роста, способные восполнить недостаток данных биологических веществ в ранах. В качестве важного природного источника факторов роста может считаться человеческая амниотическая мембрана (ЧАМ), которая является внутренней поверхностью плодных оболочек и охватывает плодную поверхность плаценты и пуповины [7, 8]. Хотя ЧАМ представляет собой аваскулярную структуру, но при этом она содержит различные полезные биологически активные факторы низкой иммуногенности. В амниотической мембране были обнаружены следующие факторы роста: EGF, TGF-alpha, KGF, HGF, bFGF, TGF-beta1, -beta2, -beta3 [9]. Кроме того, амниотическая мембрана содержит такие ингибиторы протеаз как: а1-антихемотрипсин, а2-макроглобулин, а1- антитрипсин, а2-антиплазмин и интер а1-трипсин ингибитор [10].

Наличие данных факторов свидетельствует о высоком регенераторном потенциале мембраны, что подтверждается многочисленными исследованиями. Так способность амниотической мембраны ускорять регенерацию кожных дефектов была обнаружена еще в 1910 году J.Davis, а в 1913 было предложено использовать ЧАМ для лечения ожогов и изъявлений поверхности кожи. Терапевтическое действие мембраны приводило к уменьшению боли, улучшение эпителизации, отсутствию инфекционных осложнений на травмированной кожной поверхности. В дальнейшем амниотическая мембрана успешно применялась при лечении ожогов и трудно эпителизирующихся язв кожи, а также использовалась при реконструктивных операциях в гинекологии, кардиохирургии, при пластике слизистой оболочки носа, барабанной полости [7, 8]. Однако главным лимитирующим фактором использования ЧАМ является то, что амниотическая мембрана наиболее эффективно действует в нативном состоянии. Это приводит к удорожанию данной методики и серьезно ограничивает ее использование. Существует два подхода решения этой проблемы: первый - это использование специальной технологии криосохранения, которая позволяет сохранить ее свойства (компания Amniox Medical и др.) [11], второй путь - это использование лиофилизированного экстракта амниотической мембраны. Эффективность экстракта амниотической мембраны была продемонстрирована в ряде исследований в лечении химического ожога поверхности глаза, повреждений кожи [12-16], где применение экстракта снижало активность воспалительных процессов, стимулировало апоптоз макрофагов и уменьшало процесс фиброзирования.

В 2013 году Choi YK и соавторы предложили двухслойный гель, представляющий собой композицию из полимерного слоя, синтезированного из поливинилового спирта, и альгинатного слоя загруженного экстрактом ЧАМ. Данный гель показал хорошую эффективность при заживлении раневого повреждения кожи [17].

Применение экстракта амниотической мембраны в качестве источника биологически активных факторов, которые могут ускорить заживления ран, имеет ряд преимуществ таких как: 1.Лиофилизация позволяет долговременно хранить экстракт при комнатной температуре, 2. Внезародышевые ткани человека не имеет других применений и в большинстве случаев утилизируются в клинике 3.Использование внезародышевых тканей не причиняет донору никакого вреда, и этот материал легко собирать.

В настоящее время в лаборатории биоинженерии и регенеративной медицины Центра наук о жизни, National Laboratory Astana, Назарбаев Университет в рамках гранта МОН РК проводятся работы по созданию новых раневых покрытий на основе амниотической мембраны. Нами был получен экстракт амниотической мембраны от 50 здоровых женщин, с отрицательными результатами на ВИЧ, гепатит В и С, сифилис женщин в АО «Национальный научный центр материнства и детства» в асептических условиях период родоразрешения. Мы ожидаем, что в дальнейшем разработка раневых покрытий с загруженным в них экстрактом амниотической мембраны будет иметь большие перспективы, так как данные покрытия могут быть использованы во всех фазах раневого процесса, что, в сочетании с быстрым заживлением ран, способны снизить продолжительность периода необходимого для излечения, тем самым сокращая стоимость лечения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Broughton G., 2nd, Janis J.E., Attinger C.E. Wound healing: an overview // Plast Reconstr Surg. - 2006. -Vol. 117, № 7 Suppl. - P. 1e-S-32e-S.
2. Robson M.C., Steed D.L., Franz M.G. Wound healing: biologic features and approaches to maximize healing trajectories // Curr Probl Surg. -2001. -Vol. 38, № 2. - P. 72-140.
3. Wu S.C., Marston W., Armstrong D.G. Wound care: the role of advanced wound healing technologies // J Vasc Surg. -2010. -Vol. 52, № 3 Suppl. - P. 59S-66S.
4. Brown G.L., Curtsinger L., Jurkiewicz M.J., Nahai F., Schultz G. Stimulation of healing of chronic wounds by epidermal growth factor // Plast Reconstr Surg. -1991. -Vol. 88, № 2. - P. 189-194; discussion 195-186.
5. Goldman R. Growth factors and chronic wound healing: past, present, and future // Adv Skin Wound Care. -2004. -Vol. 17, № 1. - P. 24-35.
6. Robson M.C. The role of growth factors in the healing of chronic wounds // Wound Repair Regen. -1997. -Vol. 5, № 1. - P. 12-17.
7. John T. Human amniotic membrane transplantation: past, present, and future // Ophthalmol Clin North Am. -2003. -Vol. 16, № 1. - P. 43-65, vi.
8. Tseng S.C., Espana E.M., Kawakita T., Di Pascuale M.A., Li W., He H., Liu T.S., Cho T.H., Gao Y.Y., Yeh L.K., Liu C.Y. How does amniotic membrane work? // Ocul Surf. -2004. -Vol. 2, № 3. - P. 177-187.
9. Koizumi N.J., Inatomi T.J., Sotozono C.J., Fullwood N.J., Quantock A.J., Kinoshita S. Growth factor mRNA and protein in preserved human amniotic membrane // Curr Eye Res. -2000. -Vol. 20, № 3. - P. 173-177.
10. Na B.K., Hwang J.H., Kim J.C., Shin E.J., Kim J.S., Jeong J.M., Song C.Y. Analysis of human amniotic membrane components as proteinase inhibitors for development of therapeutic agent for recalcitrant keratitis // Placenta. -1999. -Vol. 20, Supplement 1, № 0. - P. 453-466.
11. Thomasen H., Pauklin M., Steuhl K.P., Meller D. Comparison of cryopreserved and air-dried human amniotic membrane for ophthalmologic applications // Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. -2009. -Vol. 247, № 12. - P. 1691-1700.
12. He H., Li W., Chen S.Y., Zhang S., Chen Y.T., Hayashida Y., Zhu Y.T., Tseng S.C. Suppression of activation and induction of apoptosis in RAW264.7 cells by amniotic membrane extract // Invest Ophthalmol Vis Sci. -2008. -Vol. 49, № 10. - P. 4468-4475.
13. Kang M., Choi S., Cho Lee A.R. Effect of freeze dried bovine amniotic membrane extract on full thickness wound healing // Arch Pharm Res. -2013. -Vol. 36, № 4. - P. 472-478.
14. Kordic R., Suic S.P., Jandrokovic S., Kalauz M., Kuzman T., Skegro I., Jukic T. Application of the amniotic membrane extract (AMX) for the persistent epithelial defect (PED) of the cornea // Coll Antropol. -2013. -Vol. 37 Suppl 1. - P. 161-164.
15. Xiao X., Luo P., Zhao H., Chen J., He H., Xu Y., Lin Z., Zhou Y., Xu J., Liu Z. Amniotic membrane extract ameliorates benzalkonium chloride-induced dry eye in a murine model // Experimental Eye Research. -2013. -Vol. 115, № 0. - P. 31-40.
16. He H., Li W Fau - Tseng D.Y., Tseng Dy Fau - Zhang S., Zhang S Fau - Chen S.-Y., Chen Sy Fau - Day A.J., Day Aj Fau - Tseng S.C.G., Tseng S.C. Biochemical characterization and function of complexes formed by hyaluronan and the heavy chains of inter-alpha-inhibitor (HC*HA) purified from extracts of human amniotic membrane //, № 0021-9258 (Print).
17. Choi Y.K., Din F.U., Kim D.W., Kim Y.I., Kim J.O., Ku S.K., Ra J.C., Huh J.W., Lee J.I., Sohn D.H., Yong C.S., Choi H.G. Amniotic membrane extract-loaded double-layered wound dressing: evaluation of gel properties and wound healing // Drug Dev Ind Pharm. -2013.