Выбор оптимального криоконсерванта для длительного хранения аллотрансплантатов сухожилий человека

Введение. Трансплантаты сухожилий широко востребованы в реконструктивно-пластической хирургии. Аллогенные сухожилия потенциально имеют ряд преимуществ, однако методика длительного хранения аллогенных сухожилий на сегодняшний день не оптимизирована.
Цель. Выбор оптимального криоконсерванта для хранения аллотрансплантатов сухожилий человека в условиях сверхнизких температур, позволяющего сохранить нативную структуру ткани.
Материал и методы. В работе использовали трансплантаты сухожилий m. tibialis anterior, забранных от доноров тканей. В процессе криоконсервирования использовали эндоцеллюлярные/проникающие криопротекторы (диметилсульфоксид, полиэтиленгликоль-400, глицерол) и экзоцеллюлярные/непроникающие криопротекторы (раствор глюкозы, раствор альбумина). Для оценки сохранности сухожилий определяли свойства трансплантатов на разрыв и растяжение-сдвиг, микроскопически оценивали общую морфологию сухожилий, топографию, компактизацию и целостность коллагеновых волокон, сохранность клеточных элементов.
Результаты. Гистологический анализ показал, что сохранность коллагеновых и эластиновых волокон различалась в зависимости от используемого криопротектора. При этом во всех опытах микроскопически выявлялись микроразрывы коллагеновых волокон. В присутствии диметилсульфоксида, полиэтиленгликоля-400 и их комбинации структура коллагеновых волокон и клеток не претерпевала видимых изменений по сравнению с контролем, тогда как во всех опытах с непроникающими криоконсервантами топография и ориентация волокон были явно нарушены, наблюдалась деформация многих клеток в составе сухожилий.
Выводы. Криопротекторы на основе диметилсульфоксида, полиэтиленгликоля и их комбинации позволяют сохранить структурную целостность аллогенных сухожилий при криоконсервировании. Непроникающие криопротекторы не позволяют сохранить целостность коллагеновых волокон и клеток в составе сухожилий и не могут быть рекомендованы для криохранения.

1. Канюков В.Н., Подопригора Р.Н., Трубина О.М., Тайгузин Р.Ш., Стрекаловская А.Д. Методы консервации донорских тканей в офтальмологии: учебное пособие. Оренбург; 2009.

2. Oswald I, Rickert M, Brüggemann GP, Niehoff A, Fonseca Ulloa CA, Jahnke A. The influence of cryopreservation and quick-freezing on the mechanical properties of tendons. J Biomech. 2017;64:226–230. PMID: 28893393 https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2017.08.018

3. Тесевич Л.И., Барьяш В.В. Пластическое возмещение дефектов и деформаций челюстно-лицевой области свободной пересадкой тканей: учеб.-метод. пособие. Минск: БГМУ; 2010.

4. Youngstrom DW, Barrett JG. Barrett engineering tendon: scaffolds, bioreactors, and models of regeneration. Stem Cells Int. 2016;2016:3919030. PMID: 26839559 https://doi.org/10.1155/2016/3919030

5. Xu Y, Duan D, He L, Ouyang L. Suture anchor versus allogenic tendon suture in treatment of Haglund syndrome. Med Sci Monit. 2020;26:e927501. PMID: 33208723 https://doi.org/10.12659/MSM.927501

6. Biz C, Cigolotti A, Zonta F, Belluzzi E, Ruggieri P. ACL reconstruction using a bone patellar tendon bone (BPTB) allograft or a hamstring tendon autograft (GST): a single-center comparative study. Acta Biomed. 2019;90(12–S):109–117. PMID: 31821294 https://doi.org/10.23750/abm.v90i12-S.8973

7. Шангина О.Р., Хасанов Р.А., Булгакова Л.А., Мусина Л.А. Сравнительная характеристика фиброархитектоники и прочностных свойств лиофилизированных аллотрансплантатов с различным типом волокнистого остова. Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2015;22(1):12–17. https://doi.org/10.17816/vto201522112-17

8. Коваленко П.П., Кристостурян Р.О. Лиофилизация и трансплантация тканей: учебно-методическое руководство. Ростов-на-Дону; 1970.

9. Lee AH, Elliott DM. Freezing does not alter multiscale tendon mechanics and damage mechanisms in tension. Ann NY Acad Sci. 2017;1409(1):85–94. PMID: 29068534 https://doi.org/10.1111/nyas.13460

10. Макаров М.С., Хватов В.Б., Конюшко О.И., Сторожева М.В., Боровкова Н.В., Пономарев И.Н. Метод морфофункциональной оценки клеточного компонента биотрансплантатов. Патент № 2484472 Российская Федерация, МПК51 G01N 33/48 (2006.01); 2012114625/15. Заявлено 13.04.2012; опубликовано 10.06.2013. Бюллетень № 16. URL: https://findpatent.ru/patent/248/2484472.html [Дата обращения 6 июля 2022 г.].

11. Макаров М.С., Сторожева М.В., Боровкова Н.В. Значение автофлюоресценции коллагеновых волокон для оценки биологических свойств тканевых трансплантатов. Современные технологии в медицине. 2017;9(2):83–90.

12. Buehler MJ. Nature designs tough collagen: Explaining the nano-structure of collagen fibrils. Proc Natl Acad Sci USA. 2006;103(33):12285–12290. PMID: 16895989 https://doi.org/10.1073/pnas.0603216103

13. McClelland R, Dennis R, Reid LM, Palsson B, Macdonald JM. Tissue engineering. In: Introduction to biomedical engineering (Second Edition). Elsevier: Biomedical Engineering; 2005. p. 313–402. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-238662-6.50009-4

14. Chaudhury S, Murphy RJ, Carr Tendon AJ. Tendon tissue engineering: the potential application of stem cells, biological factors, and repair scaffolds to improve rotator cuff tendon tears. In: Comprehensive Biotechnology (Second Edition). Academic Press; 2011. Vol. 5. p. 291–310. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-088504-9.00511-0