Experimental evaluation of the effectiveness of adipogenic mesenchymal stem cells for the treatment of skin burns of III degree

Abstract

The results of the use of mesenchymal stem cell adipogenic and developed advanced wound dressings based on chitosan nanofibres and copolyamide commercial material based hydrogel of hyaluronic acid in the treatment of III degree burns of the skin in the experiment. The study was conducted on 32 male rats Wistar-Kyoto weighing 230-250 g. To perform the work during the first phase of the study an original technique for reproducing thermal skin burn in small laboratory animals has been developed (rodents). Provides detailed diagram of the device used in the experiment. Conservative treatment of animals supplemented with surgical wounds component in the form of early necrectomy. It was found that the use of adipogenic mesenchymal stem cells can reduce the incidence of suppurative complications, and contributes to shorten the recovery of the skin by 24,5%, but does not achieve the result, after the implementation of early necrectomy and replacement of defects materials based on natural polymers. It is proved that the use of coatings on the basis of the hydrogel of hyaluronic acid improves the blood supply of the newly formed granulation tissue in the defect at the expense of increasing the number of microvascular 46,2%. It was found that the injection and the introduction of infiltration adipogenic mesenchymal stem cells as early as 21 days of the experiment allows to achieve increase in granulation tissue thickness by 66%. It was shown that the analyzed wound dressings allow significantly accelerate the processes of reparative regeneration and histogenesis in the area of thermal skin burn after necrectomy at 14,6–46%.

Keywords

deep thermal burns of skin / wound coverings / restoration of the skin / mesenchymal stem cells aliphatic copolyamide / chitosan / chitin nanofibrils / hydrogel of hyaluronic acid

References

[1] Алексеев, А.А. Современные технологии местного консервативного лечения пострадавших от ожогов / А.А. Алексеев, А.Э. Бобровников // Анналы хирургии. – 2012. – № 2. – С. 32–38.

[2] Бобровников, А.Э. Технологии местного консервативного лечения обожженных: автореф. дис. … канд. мед. наук / А.Э. Бобровников. – М., 2012. – 17 с.

[3] Будкевич, Л.И. Опыт применения клеточной технологии у детей с глубокими ожогами кожи / Л.И. Будкевич, Т.А. Королёва // Междуна. научн.-исслед. журн. – 2013. – № 4–3 (11). – С. 54–59.

[4] Гольцев, А.Н. Использование нанокомпозитных покрытий в технологиях культивирования мультипотентных мезенхимных стромальных клеток / А.Н. Гольцев, И.В. Рассоха, Т.Г. Дубрава // Гены и клетки. – 2013. – Т. 8. – № 1. – С. 46–50.

[5] Зиновьев, Е.В. Биопластические дерматотерапевтические системы на основе гидроколлоида гиалуроновой кислоты и пептидного комплекса // Е.В. Зиновьев, Р.Р. Рахматуллин, А.В. Апчел // Вестн. Росс. воен.-мед. акад. – 2014. – № 1 (45). – С. 147–151.

[6] Калмыкова, Н.В. Биопластический материал на основе гиалуроновой кислоты как матрица для создания биомедицинских клеточных экспресс-продуктов для восстановления кожи / Н.В. Калмыкова, О.Г. Спичкина, В.Н. Эллиниди // Гены и клетки. – 2014. – Т. 9. – № 2. – С. 68–75.

[7] Кругляков, Н.В. Стволовые клетки дифференцированных тканей взрослого организма / Н.В. Кругляков, И.Б. Соколова, Д.Г. Полынцев // Цитология. – 2008. – Т. 50, № 7. – С. 557–567.

[8] Подойницына, М.Г. Изменение микроциркуляции при дермальных ожогах / М.Г. Подойницына, В.Л. Цепелев, А.В. Степанов // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 1–9. – С. 1893–1896.

[9] Филимонов, К.А. Совершенствование местного лечения ран у больных с локальными ожогами: дис. … канд. мед. наук / К.А. Филимонов. – Самара, 2013. – 144 с.

[10] Цепелев, В.Л. Влияние регуляторных пептидов на продукцию провоспалительных цитокинов / В.Л. Цепелев, А.В. Степанов // Заб. мед. вестн. – 2015. – № 2. – С. 147–150.

[11] Abdelgawad, A.M. Antimicrobial wound dressing nanofiber mats from multicomponent (chitosan/silver-NPs/polyvinyl alcohol) systems / A.M. Abdelgawad, S.M. Hudsona, O.J. Rojas // Carbohydrate Polymers. – 2014. – № 100 – Р. 166–178.

[12] Busilacch, A. Chitosan stabilizes platelet growth factors and modulates stem cell differentiation toward tissue regeneration / A. Busilacch, A. Gigante, M. Mattioli-Belmonte // Carbohydrate Polymers. – 2013. – Vol. 98, № 1. – P. 665–676.

[13] Gonzalez-Rey, E. Human adult stem cells derived from adipose tissue protect against experimental colitis and sepsis / E. Gonzalez-Rey, P. Anderson, M.A. Gonzalez // Gut. – 2009. – № 58 (7). – P. 929–939.

[14] Shukla, S.K. Chitosan-based nanomaterials: A state-of-the-art review / S.K. Shukla, A.K. Mishra, O.A. Arotiba // International Journal of Biological Macromolecules. – 2013. – № 59. – P. 46–58.

Funding

Работа выполнена при поддержке гранта РНФ(14-33-00003)

RIGHTS & PERMISSIONS

Eco-Vector