Перспективные нервные кондуиты для стимуляции регенерации поврежденных периферических нервов

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Повреждение нерва ― тяжелая травма, обусловленная полным или частичным нарушением целостности нервного ствола и соответствующим разобщением центральной нервной системы и денервированной ткани. «Золотым стандартом» в лечении протяженных повреждений периферических нервов является использование аутографтов нервных волокон, однако при их применении появляются патологические нарушения в донорской зоне, и результаты хирургического лечения далеко не всегда удовлетворительны. В настоящее время альтернативой традиционному методу считается использование нервных кондуитов для направленной регенерации аксонов. В данной работе были проанализированы результаты применения нервных кондуитов из различных материалов и с различными биологически активными компонентами в доклинических и клинических исследованиях, а также в клинической практике. Сравнивали эффективность регенерации, на основе анализа подбирали кондуит, наиболее подходящий для успешной регенерации нерва, в том числе для создания иннервированных тканеинженерных конструкций. В данном обзоре обобщены исследования по нервным кондуитам из различных материалов с разнообразными заданными свойствами при помощи определенных факторов, используемых для лечения повреждений периферической нервной системы; показаны достоинства и недостатки их применения, что позволяет разработать и создать кондуит, отвечающий всем требованиям современной регенеративной медицины.

Об авторах

Полина Константиновна Мирошникова

ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: p_miroshnikova96@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0248-5393

Студент-магистр.

Москва

SPIN-код: 8363-3697

Россия

Алексей Валерьевич Люндуп

ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: lyundup@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0102-5491

Кандидат медицинских наук, заведующий отделом передовых клеточных технологий Института регенеративной медицины

119991, Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2

SPIN-код: 4954-3004

Россия

Николай Петрович Бацаленко

ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: morbus007@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9793-8182

Аспирант кафедры онкологии и реконструктивной хирургии.

Аспирант кафедры онкологии и реконструктивной хирургии.

Москва

Россия

Михаил Евгеньевич Крашенинников

ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: krashen@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-3574-4013

Кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник отдела передовых клеточных технологий Института регенеративной медицины.

Москва

SPIN-код: 3212-8481

Россия

Юаньянь Занг

Институт регенеративной медицины, Университет Уэйк Форест

Email: fyyzhang2016@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5708-9718

PhD, профессор

США

Наталия Борисовна Фельдман

ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: n_feldman@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6098-2788

Доктор медицинских наук, профессор кафедры биотехнологии.

Москва

SPIN-код: 3176-3205

Россия

Валерий Васильевич Береговых

ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: lyundup@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0210-4570

Академик РАН, доктор технических наук, профессор кафедры промышленной фармации.

Москва

SPIN-код: 5940-7554

Россия

Список литературы

  1. Dornseifer U, Matiasek K, Fichter MA, et al. Surgical therapy of peripheral nerve lesions: current status and new perspectives. Zentralbl Neurochir. 2007;68(3):101–110. doi: 10.1055/s-2007-984453.
  2. Ichihara S, Inada Y, Nakamura T. Artificial nerve tubes and their application for repair of peripheral nerve injury: an update of current concepts. Injury. 2008;39 Suppl 4:29–39. doi: 10.1016/j.injury.2008.08.029.
  3. Scholz T, Krichevsky A, Sumarto A, et al. Peripheral nerve injuries: an international survey of current treatments and future perspectives. J Reconstr Microsurg. 2009;25(6):339–344. doi: 10.1055/s-0029-1215529.
  4. English AW, Wilhelm JC, Ward PJ. Exercise, neurotrophins, and axon regeneration in the PNS. Physiology (Bethesda). 2014;29(6):437–445. doi: 10.1152/physiol.00028.2014.
  5. Johnson EO, Soucacos PN. Nerve repair: experimental and clinical evaluation of biodegradable artificial nerve guides. Injury. 2008;39 Suppl 3:S30-36. doi: 10.1016/j.injury.2008.05.018.
  6. Sinis N, Kraus A, Tselis N, et al. Functional recovery after implantation of artificial nerve grafts in the rat ― a systematic review. J Brachial Plex Peripher Nerve Inj. 2009;4:19. doi: 10.1186/1749-7221-4-19.
  7. Maquet V, Martin D, Malgrange B, et al Peripheral nerve regeneration using bioresorbable macroporous polylactide scaffolds. J Biomed Mater Res. 2000;52(4):639–651. doi: 10.1002/1097-4636(20001215)52:4<639::aid-jbm8>3.0.co;2-g.
  8. Alluin O, Wittmann C, Marqueste T, et al. Functional recovery after peripheral nerve injury and implantation of a collagen guide. Biomaterials. 2009;30(3):363–373. doi: 10.1016/j.biomaterials.2008.09.043.
  9. Kehoe S, Zhang XF, Boyd D. FDA approved guidance conduits and wraps for peripheral nerve injury: a review of materials and efficacy. Injury. 2012;43(5):553–572. doi: 10.1016/J.Injury.2010.12.030.
  10. ir.axogeninc.com [Internet]. Press Releases [cited 2018 Nov 19]. Available from: https://ir.axogeninc.com/press-releases/detail/852/axogen-advances-its-platform-for-nerve-repair-at-annual
  11. Люндуп А.В., Медведев Ю.А., Баласанова К.В., и др. Методы тканевой инженерии костной ткани в челюстно-лицевой хирургии // Вестник Российской академии медицинских наук. — 2013. — Т.68. — №5 — C. 10–15. doi: 10.15690/vramn.v68i5.658.
  12. Martorina F, Casale C, Urciuolo F, et al. In vitro activation of the neuro-transduction mechanism in sensitive organotypic human skin model. Biomaterials. 2017;113:217–229. doi: 10.1016/j.biomaterials.2016.10.051.
  13. Zakhem E, El Bahrawy M, Orlando G, Bitar KN. Biomechanical properties of an implanted engineered tubular gut-sphincter complex. J Tissue Eng Regen Med. 2017;11(12):3398–3407. doi: 10.1002/term.2253.
  14. Massing MW, Robinson GA, Marx CE, et al. Applications of proteomics to nerve regeneration research. In: Alzate O, editor. Neuroproteomics. Series Frontiers in Neuroscience. Ch. 15. Boca Raton, FL, USA: CRC Press/Taylor & Francis; 2010. doi: 10.1201/9781420076264.ch15.
  15. Palispis WA, Gupta R. Surgical repair in humans after traumatic nerve injury provides limited functional neural regeneration in adults. Exp Neurol. 2017;290:106–114. doi: 10.1016/j.expneurol.2017.01.009.
  16. Tkach M, Théry C. Communication by extracellular vesicles: where we are and where we need to go. Cell. 2016;164(6):1226–1232. doi: 10.1016/j.cell.2016.01.043.
  17. Lopez-Verrilli MA, Picou F, Court FA. Schwann cell-derived exosomes enhance axonal regeneration in the peripheral nervous system. Glia. 2013;61(11):1795–1806. doi: 10.1002/glia.22558.
  18. Court FA, Hendriks WT, MacGillavry HD, et al. Schwann cell to axon transfer of ribosomes: toward a novel understanding of the role of glia in the nervous system. J Neurosci. 2008;28(43):11024–11029. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2429-08.2008.
  19. Boyd JG, Gordon T. Neurotrophic factors and their receptors in axonal regeneration and functional recovery after peripheral nerve injury. Mol Neurobiol. 2003;27(3):277–324. doi: 10.1385/mn:27:3:277.
  20. Gyorkos AM, McCullough MJ, Spitsbergen JM. Glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) expression and NMJ plasticity in skeletal muscle following endurance exercise. Neuroscience. 2014;257:111–118. doi: 10.1016/j.neuroscience.2013.10.068.
  21. Yang P, Wen H, Ou S, et al. IL-6 promotes regeneration and functional recovery after cortical spinal tract injury by reactivating intrinsic growth program of neurons and enhancing synapse formation. Exp Neurol. 2012;236(1):19–27. doi: 10.1016/j.expneurol.2012.03.019.
  22. Sebben AD, Lichtenfels M, da Silva JL. Peripheral nerve regeneration: cell therapy and neurotrophic factors. Rev Bras Ortop. 2015;46(6):643–649. doi: 10.1016/S2255-4971(15)30319-0.
  23. Höke A. A (heat) shock to the system promotes peripheral nerve regeneration. J Clin Invest. 2011;121(11):4231–4234. doi: 10.1172/JCI59320.
  24. Nectow AR, Marra KG, Kaplan DL. Biomaterials for the development of peripheral nerve guidance conduits. Tissue Eng Part B Rev. 2012;18(1):40–50. doi: 10.1089/ten.TEB.2011.0240.
  25. Отделение нейрохирургии НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского/Заболевания. Повреждения периферических нервов верхних и нижних конечностей [доступ от 21.10.2018]. Доступ по ссылке http://neurosklif.ru/Diseases/PeripheralNerves.
  26. Zuniga JR. Sensory outcomes after reconstruction of lingual and inferior alveolar nerve discontinuities using processed nerve allograft — a case series. J Oral Maxillofac Surg. 2015;73(4):734–744. doi: 10.1016/j.joms.2014.10.030.
  27. Schmauss D, Finck T, Liodaki E, et al. Is nerve regeneration after reconstruction with collagen nerve conduits terminated after 12 months? The long-term follow-up of two prospective clinical studies. J Reconstr Microsurg. 2014;30(8):561–568. doi: 10.1055/s-0034-1375237.
  28. Weber RA, Breidenbach WC, Brown RE, et al. A randomized prospective study of polyglycolic acid conduits for digital nerve reconstruction in humans. Plast Reconstr Surg. 2000;106(5):1036–1045. doi: 10.1097/00006534-200109150-00056.
  29. Boeckstyns ME, Sørensen AI, Viñeta JF, et al. Collagen conduit versus microsurgical neurorrhaphy: 2-year follow-up of a prospective, blinded clinical and electrophysiological multicenter randomized, controlled trial. J Hand Surg Am. 2013;38(12):2405–2411. doi: 10.1016/j.jhsa.2013.09.038.
  30. Rinker B, Liau JY. A prospective randomized study comparing woven polyglycolic acid and autogenous vein conduits for reconstruction of digital nerve gaps. J Hand Surg Am. 2011;36(5):775–781. doi: 10.1016/j.jhsa.2011.01.030.
  31. Ханнанова И.Г., Галлямов А.Р., Богов А.А., Журавлев М.Р. Первый опыт применения кондуита для замещения дефекта периферического нерва // Практическая медицина. — 2017. — №8 — С. 161–163.
  32. Mohanna PN, Young RC, Wiberg M, Terenghi G. A composite poly-hydroxybutyrate-glial growth factor conduit for long nerve gap repairs. J Anat. 2003;203(6):553–565. doi: 10.1046/j.1469-7580.2003.00243.x.
  33. Zhang P, Xue F, Kou Y, et al. The experimental study of absorbable chitin conduit for bridging peripheral nerve defect with nerve fasciculu in rats. Artif Cells Blood Substit Immobil Biotechnol. 2008;36(4):360–371. doi: 10.1080/10731190802239040.
  34. de Boer R, Knight AM, Borntraeger A, et al. Rat sciatic nerve repair with a poly-lactic-co-glycolic acid scaffold and nerve growth factor releasing microspheres. Microsurgery. 2011;31(4):293–302. doi: 10.1002/micr.20869.
  35. Liu JJ, Wang CY, Wang JG, et al. Peripheral nerve regeneration using composite poly(lactic acid-caprolactone)/nerve growth factor conduits prepared by coaxial electrospinning. J Biomed Mater Res A. 2011;96(1):13–20. doi: 10.1002/jbm.a.32946.
  36. Penna V, Munder B, Stark GB, Lang EM. An in vivo engineered nerve conduit--fabrication and experimental study in rats. Microsurgery. 2011;31(5):395–400. doi: 10.1002/micr.20894.
  37. Erba P, Mantovani C, Kalbermatten DF, et al. Regeneration potential and survival of transplanted undifferentiated adipose tissue-derived stem cells in peripheral nerve conduits. J Plast Reconstr Aesthet Surg. 2010;63(12):e811–e817. doi: 10.1016/j.bjps.2010.08.013.
  38. Canan S, Bozkurt HH, Acar M, et al. An efficient stereological sampling approach for quantitative assessment of nerve regeneration. Neuropathol Appl Neurobiol. 2008;34(6):638–649. doi: 10.1111/j.1365-2990.2008.00938.x.
  39. Luis AL, Rodrigues JM, Lobato JV, et al. Evaluation of two biodegradable nerve guides for the reconstruction of the rat sciatic nerve. Biomed Mater Eng. 2007;17(1):39–52.
  40. Nie X, Zhang YJ, Tian WD, et al. Improvement of peripheral nerve regeneration by a tissue-engineered nerve filled with ectomesenchymal stem cells. Int J Oral Maxillofac Surg. 2007;36(1):32–38. doi: 10.1016/j.ijom.2006.06.005.
  41. Shimizu S, Kitada M, Ishikawa H, et al. Peripheral nerve regeneration by the in vitro differentiated-human bone marrow stromal cells with Schwann cell property. Biochem Biophys Res Commun. 2007;359(4):915–920. doi: 10.1016/j.bbrc.2007.05.212.
  42. Ikeguchi R, Kakinoki R, Matsumoto T, et al. Basic fibroblast growth factor promotes nerve regeneration in a C- -ion-implanted silicon chamber. Brain Res. 2006;1090(1):51–57. doi: 10.1016/j.brainres.2006.03.015.
  43. Midha R, Munro CA, Dalton PD, et al. Growth factor enhancement of peripheral nerve regeneration through a novel synthetic hydrogel tube. J Neurosurg. 2003;99(3):555–565. doi: 10.3171/jns.2003.99.3.0555.
  44. Lee AC, Yu VM, Lowe JB, et al. Controlled release of nerve growth factor enhances sciatic nerve regeneration. Exp Neurol. 2003;184(1):295–303. doi: 10.1016/S0014-4886(03)00258-9.
  45. McKay Hart A, Wiberg M, Terenghi G. Exogenous leukaemia inhibitory factor enhances nerve regeneration after late secondary repair using a bioartificial nerve conduit. Br J Plast Surg. 2003;56(5):444–450. doi: 10.1016/S0007-1226(03)00134-6.
  46. Xu X, Yee WC, Hwang PY, et al. Peripheral nerve regeneration with sustained release of poly(phosphoester) microencapsulated nerve growth factor within nerve guide conduits. Biomaterials. 2003;24(13):2405–2412. doi: 10.1016/S0142-9612(03)00109-1.
  47. Oh SH, Kang JG, Kim TH, et al. Enhanced peripheral nerve regeneration through asymmetrically porous nerve guide conduit with nerve growth factor gradient. J Biomed Mater Res A. 2018;106(1):52–64. doi: 10.1002/jbm.a.36216.
  48. Mohammadi R, Sanaei N, Ahsan S, et al. Stromal vascular fraction combined with silicone rubber chamber improves sciatic nerve regeneration in diabetes. Chin J Traumatol. 2015;18(4):212–218. doi: 10.1016/j.cjtee.2014.10.005.
  49. Okamoto H, Hata K, Kagami H, et al. Recovery process of sciatic nerve defect with novel bioabsorbable collagen tubes packed with collagen filaments in dogs. J Biomed Mater Res A. 2010;92(3):859–868. doi: 10.1002/jbm.a.32421.
  50. Waitayawinyu T, Parisi DM, Miller B, et al. A comparison of polyglycolic acid versus type 1 collagen bioabsorbable nerve conduits in a rat model: an alternative to autografting. J Hand Surg Am. 2007;32(10):1521–1529. doi: 10.1016/j.jhsa.2007.07.015.
  51. Chiu DT, Janecka I, Krizek TJ, et al. Autogenous vein graft as a conduit for nerve regeneration. Surgery. 1982;91(2):226–233. doi: 10.1097/00006534-198305000-00106.
  52. Chiu DT, Strauch B. A prospective clinical evaluation of autogenous vein grafts used as a nerve conduit for distal sensory nerve defects of 3 cm or less. Plast Reconstr Surg. 1990;86(5):928–934. doi: 10.1097/00006534-199011000-00015.
  53. Meng WK, Huang Z, Tan Z, et al. [Vein nerve conduit supported by vascular stent in the regeneration of peripheral nerve in rabbits. (In Chinese).] Sichuan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban. 2017;48(5):687–692.
  54. Apfel SC. Neurotrophic factors in peripheral neuropathies: therapeutic implications. Brain Pathol. 1999;9(2):393–413. doi: 10.1111/j.1750-3639.1999.tb00234.x.
  55. Lee HC, Hsu YM, Tsai CC, et al. Improved peripheral nerve regeneration in streptozotocin-induced diabetic rats by oral lumbrokinase. Am J Chin Med. 2015;43(2):215–230. doi: 10.1142/S0192415X15500147.
  56. Stenberg L, Kodama A, Lindwall-Blom C, Dahlin LB. Nerve regeneration in chitosan conduits and in autologous nerve grafts in healthy and in type 2 diabetic Goto-Kakizaki rats. Eur J Neurosci. 2016;43(3):463–473. doi: 10.1111/ejn.13068.
  57. Angius D, Wang H, Spinner RJ, et al. A systematic review of animal models used to study nerve regeneration in tissue-engineered scaffolds. Biomaterials. 2012;33(32):8034–8039. doi: 10.1016/j.biomaterials.2012.07.056.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Издательство "Педиатръ", 2018



Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах