Дегидротермический кросслинкинг материала «Корнеопласт»: возможности управления физическими, структурными и биологическими свойствами. Экспериментальное исследование

Кросслинкинг коллагена – образование поперечных сшивок между полипептидными цепями – снижает способность последнего к гидратации. Это свойство является универсальным для любого варианта кросслинкинга (химического, физического, физико-химического) и для любой формы коллагена (желатин, фибриллярный коллаген). Дегидротермический кросслинкинг (ДТК) – это образование поперечных сшивок в биоматериалах при их нагревании под вакуумом. Несмотря на то что методы ДТК широко распространены в тканевой инженерии, его влияние на свойства стромы роговицы практически не изучены. Описано применение ДТК при температурах вплоть до 200 °C. Для стромы роговицы температурные пределы ДТК-обработки, допускающие ее трансплантацию, неизвестны.

Цель: оценить влияние дегидротермического кросслинкинга стромальных роговичных трансплантатов на основе материала «Корнеопласт» при температурах 60, 100, 140, 180 и 220 °C на их физические, структурные и биологические свойства. 
Материал и методы. Из глаза свиньи (<12 ч после смерти) иссекали корнеосклеральный диск, из которого удаляли эпителий и десцеметову мембрану, высушивали и высекали 10 мм центральный роговичный графт. Материал известен под коммерческим названием «Корнеопласт» (далее – графт), производится компанией «Трансконтакт» (Москва). Сухие графты (n = 36) были разделены на 6 групп по 6 образцов: в пяти группах их выдерживали в вакууме в течение 3 суток при 60, 100, 140, 180, 220 °C соответственно; 6-я группа – необработанный контроль. Структуру оценивали по данным малоуглового рентгеновского рассеяния и атомно-силовой микроскопии. Для других исследований графты погружали в фосфатно-солевой буфер на 24 часа. Оценивали следующие параметры: внешний вид, качество изображения с расстояния 5 м, светопропускание, влагосодержание, центральную толщину, нагрузку разрыва швом. Тест на эпителизацию проводили ex vivo в органной культуре свежей роговицы свиньи при культивировании в течение 3 суток. Способность к интеграции оценивали в эксперименте in vivo. Результаты. Режим 220 °C вызывал обугливающее разрушение материала. Графты после 180 °C стали значительно слабее, чем нейлоновая нить 9-0. В диапазоне 60–140 °C нагрузка разрыва швом значительно снизилась с 913 (контроль) до 137 г (140 °C). Дегидротермическая обработка увеличила светопропускание графтов с 30 (контроль) до 75 % (140 °C), толщина в центре уменьшилась с 3000 (контроль) до 320 мкм (140 °C), влагосодержание упало с 94 (контроль) до 44 % (140 °C). Субъективное качество изображения графтов после обработки при 60, 100 и 140 °C повышалось, и графты позволяли различать оптотипы 0,3, 1,0 и 1,0 децимальной таблицы для проверки зрения соответственно. В органной культуре контрольные графты и графты после обработки при 60 и 100 °C были покрыты клетками эпителия. Поверхность образцов после 140-градусной обработки оставалась гладкой без клеток. При температуре обработки графтов выше 100 °C терялась их способность к интеграции с тканями реципиента. Заключение. Определены пределы ДТК-обработки. Изменение температурного режима ДТК позволяет управлять основными свойствами «Корнеопласта» в широком диапазоне для достижения возможности применять его в качестве кератопластического материала.