Оценка репаративной эффективности коллагеновых матриц на модели термического ожога

Обоснование. В мире ежегодно разрабатываются и совершенствуются десятки новых средств местного лечения ран, которые проходят предварительные испытания на лабораторных животных ввиду наличия единых фаз течения раневого процесса с человеком.

Цель исследования. Оценить ранозаживляющее действие матриц, полученных на основе рециклизации коллагенсодержащих отходов.

Методы. Коллагеновые матрицы получены из некондиционного кожевенного сырья, подвергнутого обработке кисломолочной композицией (КМ1) и молочной кислотой (КМ2). Ранозаживляющее действие изучалось на модели термического ожога на крысах линии Wistar в 5 группах: 1-я – контрольная (естественное заживление ран); 2-я – опытная 1 (обработка КМ1); 3-я – опытная 2 (обработка КМ2); 4-я – опытная 3, группа сравнения («Левомеколь»); 5-я – интактные животные (норма, без ожога). Ранозаживление оценивали по результатам планиметрии на 1-е, 3-и, 5-е, 7-е, 9-е и 13-е сутки и гистологического анализа кожной ткани на 6-е, 13-е и 20-е сутки. На 6-е и 13-е сутки в крови крыс определяли суммарную антиоксидантную активность, общее содержание лейкоцитов и эритроцитов, активность фермента каталазы и содержание малонового диальдегида.

Результаты. При термическом поражении кожи формировался ожог IIIА степени, сопровождаемый развитием сухого коагуляционного некроза. Применение коллагеновых матриц восстанавливало общее содержание лейкоцитов, уменьшало площадь ожоговой раны, нормализовало содержание малонового диальдегида, суммарную антиоксидантную активность и  активность каталазы в крови. Гистоморфометрические исследования подтвердили динамику восстановления кожной ткани после ожога. Эффективность применения матриц была сравнима с фармакопейным препаратом «Левомеколь». Более высокое ранозаживляющее действие отмечено при применении матрицы КМ1.

Заключение. На модели термического ожога установлено ранозаживляющее действие коллагеновых матриц, о чём свидетельствуют результаты восстановления количества лейкоцитов, уменьшения площади ожоговой раны и восстановления гистоструктуры кожи. Одним из молекулярно-клеточных механизмов ранозаживления является ингибирование реакций перекисного окисления липидов и восстановление антиоксидантного потенциала организма. 

1. Гайнутдинов Т.Р. Терапевтическая эффективность противоожоговых препаратов при термическом поражении организма. Ветеринарный врач. 2021; 3: 14-18. doi: 10.33632/1998-698Х.2021-3-14-19

2. Будкевич Л.И., Мирзоян Г.В., Габитов Р.Б., Бразоль М.А., Салистый П.В., Чикинев Ю.В., и др. Биопластический коллагеновый материал «Коллост» при лечении ожоговой травмы. Современные технологии в медицине. 2020; 12(1): 92-97. doi: 10.17691/stm2020.12.1.12

3. Толстов А.В., Новиков И.В., Подсевалова И.В., Воронин А.С., Дыдыкин С.С., Алипов В.В. Клинико-морфологическая оценка эффективности разработанного способа местного лечения локальных поверхностных ожогов. Наука и инновации в медицине. 2020; 5(4): 283-287. doi: 10.35693/2500-1388-2020-5-4-283-287

4. Gacto-Sanchez P. Surgical treatment and management of the severely bum patient: Review and update. Med Intensiva. 2017; 41(6): 356-364. doi: 10.1016/j.medin.2017.02.015

5. Карасев М.М., Редина М.А., Белоусова О.В. Новейшие достижения фармацевтической разработки, основанные на использовании коллагена. Фармация и фармакология. 2015; 5(12): 12-17.

6. Майорова А.В., Сысуев Б.Б., Ханалиева И.А., Вихрова И.В. Современный ассортимент, свойства и перспективы совершенствования перевязочных средств для лечения ран. Фармация и фармакология. 2018; 1(6): 4-32. doi: 10.19163/2307-9266-2018-6-1-4-32

7. Патшина М.В., Ворошилин Р.А., Осинцев А.М. Анализ мирового рынка биоматериалов с целью определения потенциальных возможностей сырья животного происхождения. Техника и технология пищевых производств. 2021; 51(2): 270- 289. doi: 10.21603/2074-9414-2021-2-270-289

8. Будкевич Л.И., Сошкина В.В., Астамирова Т.С., Королева Т.А., Старостин О.И., Ужевко Ю.С. Инновационные технологии организации и оказания медицинской помощи детям с термическими поражениями в результате чрезвычайных ситуаций. Медицина катастроф. 2012; 4(80): 29-32.

9. Силина Е.В., Ступин В.А., Золотарева Л.С., Комаров А.Н. Применение нативного коллагена в клинической практике для лечения хронических ран. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2017; 9: 78-84. doi: 10.17116/hirurgia2017978-84

10. Stupin VA, Gabitov RB, Sinelnikova TG, Silina EV. Biological mechanisms of chronic wound and diabetic foot healing: the role of collagen. Ser J Exp Clin Res. 2018; 19(4): 373-382. doi: 10.2478/sjecr-2018-0077

11. Wang B, Wang YM, Chi CF, Luo HY, Deng SG, Ma JY. Isolation and characterization of collagen and antioxidant collagen peptides from scales of croceine croaker (Pseudosciaena crocea). Marine Drugs. 2013; 11: 4641-4661.

12. Файзуллин А.Л., Шехтер А.Б., Истранов Л.П., Истранова Е.В., Руденко Т.Г., Гуллер А.Е., и др. Биорезорбируемые коллагеновые материалы в хирургии: 50 лет успеха. Сеченовский вестник. 2020; 11(1): 59-70. doi: 10.47093/2218-7332.2020.11.1.59-70

13. Остроушко А.П., Андреев А.А., Лаптиёва А.Ю., Глухов А.А. Коллаген и его применение при лечении ран. Вестник экспериментальной и клинической хирургии. 2021; 14(1): 85-90. doi: 10.18499/2070-478X-2021-14-1-85-90

14. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая. М.: Гриф и К; 2012.

15. Шалбуев Д.В., Жарникова Е.В. Способ получения продуктов растворения коллагена: Пат. № 2486258 Рос. Федерация; МПК C14C 1/08 (2006.01); патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления», Общество с ограниченной ответственностью «Малое инновационное предприятие «ЭКОМ». № 2012100584/13; заявл. 10.01.2012; опубл. 27.06.2013. Бюл. № 18.

16. Шалбуев Д.В., Тумурова Т.Б. Способ получения биоактивного коллагенового продукта: Пат. № 2715639 Рос. Федерация; МПК C14C 1/00 (2006.01), A23J 1/10 (2006.01), C07K 14/78 (2006.01); патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Малое инновационное предприятие «ЭКОМ». № 2019121295; заявл. 04.07.2019; опубл. 02.03.2020. Бюл. № 7.

17. Парамонов Б.А., Чеботарев В.Ю. Методы моделирования термических ожогов кожи при разработке препаратов для местного лечения. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2002; 134(11): 593-597.

18. Яшин А.Я., Яшин Я.И. Аналитические возможности жидкостного хроматографа «Цвет Яуза» с электрохимическими детекторами. Российский химический журнал (Журнал Российского химического общества им. Д.И. Менделеева). 2002; 46(4): 109-115.

19. Камышникова В.С. Методы клинических лабораторных исследований; 8-е изд. М.: ООО «МЕДпресс-информ»; 2015.

20. Зубкова С.М., Бах А.Н. Количественный метод определения активности каталазы в крови. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. М.: Медицина; 1976.

21. Uchiyama M, Michara M. Determination of malonaldehyde precursor in tissues by thiobarbituric acid test. Anal Biochem. 1978; 86(1): 271-728.

22. Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г., Токарев В.Е. Метод определения активности каталазы. Лабораторное дело. 1988; 1: 16-19.

23. Gilmutdinova IR, Kostromina E, Yakupova RD, Eremin PS. Development of nanostructured bioplastic material for wound healing. Eur J of Transl Myol. 2021; 31(1): 9388. doi: 10.4081/EJTM.2021.9388

24. Gayathri S, Josna J, Prabhakumari C, Annie J, Annie A. Natural collagen bioscaffolds for skin tissue engineering strategies in burns: a critical review. Int J Polym Mater Polym Biomater. 2021; 70(9): 593-604. doi: 10.1080/00914037.2020.1740991

25. Каштанов А.Д., Васильев Ю.Л., Мейланова Р.Д. Опыт использования биодеградируемого гидрогеля на основе гидролизата коллагена и натриевой соли альгиновой кислоты и мази на основе диоксометилтетрагидропиримидина с хлорамфениколом при ожоге кисти II степени. Оперативная хирургия и клиническая анатомия (Пироговский научный журнал). 2021; 5(1): 13-19. doi: 10.17116/operhirurg2021501113

26. Кудряшова И.С., Марков П.А., Костромина Е.Ю., Еремин П.С., Рачин А.П., Гильмутдинова И.Р. Разработка раневых покрытий для регенеративной медицины. Вестник восстановительной медицины. 2021; 20(6): 84-95. doi: 10.38025/2078-1962-2021-20-6-84-95

27. Фаязов А.Д., Саримсаков А.А., Камилов У.Р., Юнусов Х.Э. Перспективы применения раневых покрытий в комбустиологии. Вестник экстренной медицины. 2020; 13(4): 86-92.

28. Huan Y, Kong Q, Mou H, Yi H. Antimicrobial peptides: Classification, design, application and research progress in multiple fields. Front Microbiol. 2020: 2559. doi: 10.3389/FMICB.2020.582779

29. Lin H, Zheng Z, Yuan J, Zhang C, Cao W, Qin X. Collagen peptides derived from Sipunculus nudus accelerate wound healing. molecules. 2021; 26(5): 1385. doi: 10.3390/MOLECULES26051385

30. Sharma S, Rai VK, Narang RK, Markandeywar TS. Collagenbased formulations for wound healing: A literature review. Life Sci. 2021; 290. doi: 10.1016/j.lfs.2021.120096

31. Geanaliu-Nicolae RE, Andronescu E. Blended natural support materials – collagen based hydrogels used in biomedicine. Materials. 2020; 13(24): 1-31. doi: 10.3390/MA13245641

32. Lo S, Fauzi MB. Current update of collagen nanomaterials – fabrication, characterisation and its applications: A review. Pharmaceutics. 2021; 13(3): 316. doi: 10.3390/pharmaceutics13030316

33. Mathew-Steiner SS, Roy S, Sen CK. Collagen in wound healing. Bioengineering. 2021; 8(5): 63. doi: 10.3390/bioengineering8050063

34. Lutfee T, Alwan NF, Alsaffar MA, Ghany M, Mageed AK, AbdulRazak AA. An overview of the prospects of extracting collagens from waste sources and its applications. Chem Pap. 2021; 75: 6025-6033. doi: 10.1007/s11696-021-01768-8

35. Федосов П.А., Николаевский В.А., Чернов Ю.Н., Бузлама А.В., Кулакова А.А., Провоторова С.И. Современные подходы к выбору ранозаживляющих средств. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2018; 81(4): 41-48. doi: 10.30906/0869-2092-2018-81-4-41-48