д.хим.н., доц., директор Института биохимической технологии и нанотехнологии
PhD, professor associate
к.биол.н, доцент кафедры микробиологии и вирусологии Медицинского института
PhD, professor associate
научный сотрудник Института диабета
научный сотрудник Отделения терапии диабета с референс-центром обучения Института диабета
MD, researcher
аспирант химического факультета
PhD-student
д.м.н., профессор, академик РАН, директор Института диабета, заведующая кафедрой эндокринологии и диабетологии Педиатрического факультета
MD, PhD, Professor
Увеличение точности показателей мониторирования концентрации глюкозы и увеличение времени беспрерывной работы сенсоров глюкозы являются перспективными направлением разработок в диабетологии. Одним из способов увеличения срока работы сенсора является его полная имплантация, исключающая прямую связь с поверхностью кожи. Для эффективной длительной работы в организме пациента поверхность имплантируемого сенсора должна обладать высокой биосовместимостью: не провоцировать развитие аллергических и воспалительных реакций, не индуцировать реакцию отграничения (образование плотной соединительнотканной капсулы). Ранее была подобрана проницаемая для глюкозы мембрана, а также разработано покрытие для обеспечения биосовместимости, включающее комплекс надрапорина с переэтерефицированным полиэтиленгликолем и γ-аминопропилтриэтоксисиланом, образующий на поверхности мембраны отталкивающий белковые молекулы гидрогель.
Цель исследования — оценка биосовместимости экспериментальной мембраны с покрытием при имплантации его лабораторным животным.
Материал и методы. Проведено экспериментальное проспективное контролируемое исследование на 60 крысах Wistar. Животных разделили на три группы по 20 особей. Каждой группе проведена имплантация мембраны: стандартной, экспериментальной и экспериментальной с исследуемым покрытием. После имплантации в течение 90 сут макроскопически оценивали состояние кожи в зоне имплантации. Через 90 сут проводили гистологичускую оценку состояния тканей вокруг имплантата.
Результаты. В течение 90 сут не отмечено серьезных реакций аллергии или воспаления в зоне имплантации образцов во всех трех группах животных. В случаях имплантации экспериментальной мембраны с покрытием кожные реакции были слабее (животные набрали значительно меньшую сумму баллов при визуальной оценке кожных реакций). При гистологическом анализе состояние тканей вокруг зоны имплантации исследуемых мембран с покрытием отличалось значительно меньшей плотностью формирующейся соединительнотканной капсулы и наличием зон васкуляризации в области контакта поверхности мембраны и окружающей ткани.
Заключение. У экспериментальных животных исследуемое покрытие позволяет в значительной степени блокировать образование соединительнотканной капсулы вокруг имплантата и уменьшить интенсивность протекающих после имплантации кожных реакций. Требуются дальнейшие клинические исследования образцов покрытых мембран для подтверждения их свойств в отношении биосовместимости.
An increase in the accuracy of monitoring of glucose concentration indicators and an increase in the running time of glucose sensors are promising directions in the field of diabetology. One of the ways to extend the lifetime of a sensor is its complete implantation excluding direct communication with the skin surface. For effective long-term functioning in the patient’s body, the surface of an implantable sensor should be highly biocompatibile: it should not induce allergic and inflammatory reactions as well as the demarcation reaction (formation of a dense connective tissue capsule). Earlier, a group of authors developed a glucose-permeable membrane and a biocompatible coating comprising a complex of nadroparin with transesterified polyethylene glycol and γ-aminopropyl triethoxysilane, which formed a protein repellent hydrogel on the membrane surface.
Aims. To evaluate the biocompatibility of the experimental coated membrane implanted into laboratory animals.
Methods. The experimental prospective controlled study involved 60 laboratory animals (Wistar albino rats). The animals were divided into 3 groups of 20 animals each. Animals of each group were implanted with the standard, or experimental, or experimental coated membrane. After implantation, the skin condition in the implantation area was visually assessed for 90 days. After 90 days, the tissue condition around the implant was evaluated histologically.
Results. No serious allergic or inflammatory reactions in the implantation area were detected in all three groups of animals within 90 days of the follow-up period. In the case of the experimental coated membrane, a significantly low score was graded based on visual assessment of the skin reactions. In the histological analysis, the tissue condition in the implantation area of the coated membranes was characterized by significantly lower density of a connective tissue capsule and the presence of vascularization areas at the contact between of the membrane surface and the surrounding tissue.
Conclusion. In experimental animals, the tested coating significantly inhibits formation of a connective tissue capsule around the implant and reduces the intensity of skin reactions after implantation. Further clinical studies of coated membranes in humans are required to verify their biocompatibility.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.