ЕЛЕМЕНТНИЙ СКЛАД ЕКВІВАЛЕНТА СТРОМИ РОГІВКИ, ОТРИМАНОЇ МЕТОДОМ ДЕЦЕЛЮЛЯРИЗАЦІЇ

М. Б. Данилюк; І. М. Кліщ; І. П. Кузьмак; А. П. Краснопьорова2

doi:10.11603/mcch.2410-681X.2021.i4.12733

Автор(и)

М. Б. Данилюк ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ І. Я. ГОРБАЧЕВСЬКОГО МОЗ УКРАЇНИ
І. М. Кліщ ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ І. Я. ГОРБАЧЕВСЬКОГО МОЗ УКРАЇНИ
І. П. Кузьмак ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ І. Я. ГОРБАЧЕВСЬКОГО МОЗ УКРАЇНИ
А. П. Краснопьорова2 ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ В. Н. КАРАЗІНА

DOI:

https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2021.i4.12733

Ключові слова:

рогівка свиней, децелюляризація, макро- та мікроелементи, атомно-абсорбційний метод аналізу, кератопластика

Анотація

Вступ. У результаті збільшення військового, дорожньо-транспортного і побутового травматизму проблема дефіциту донорського матеріалу особливо актуальна. Величезний дефіцит донорського матеріалу для кератопластики змушує шукати додаткові джерела трансплантаційного матеріалу, методики виготовлення та використання ксеногенних трансплантатів. Одним з таких матеріалів є рогівка свині, яка за своєю структурою і біомеханічними параметрами має схожість з рогівкою людини.

Мета дослідження – вивчити елементний склад еквівалента строми рогівки, видаленої з очей свиней та отриманої методом децелюляризації з метою подальшої можливості її застосування як матеріалу для кератопластики.

Методи дослідження. Рогівкову оболонку, одержану з видалених очей свиней, розміщують у середовищі для культивування тканини, після чого проводять її децелюляризацію. Обробляють 0,5 % розчином додецилсульфату натрію при постійному струшуванні; обробляють ультразвуком (тричі), проводять інкубацію за наявності ензимного розчину папаїну; промивають буферним розчином (pH 6,5), центрифугують. Поміщають у розчин полівінілпіролідону для зберігання. З метою визначення елементного складу біологічних зразків у роботі використали фотоколориметричний та атомно-абсорбційний методи аналізу.

Результати й обговорення. Досліджено елементний склад еквівалента строми рогівки, отриманої методом децелюляризації. За результатами атомно-абсорбційного аналізу, в децелюляризованій рогівці свиней ідентифіковано 14 макро- та мікроелементів. Серед макроелементів найбільшою була кількість натрію – 8323 мг/кг повітряно-сухої проби, калію – 1163 мг/кг, магнію – 618 мг/кг, кальцію – 224 мг/кг. Масова частка мікроелементів у досліджуваному об’єкті перебувала в такій послідовності: залізо – 755 мг/кг, кобальт – 296 мг/кг, нікель – 103 мг/кг, титан – 13,2 мг/кг, цинк – 7,9 мг/кг, манган – 4,5 мг/кг, силіцій – 6,2 мг/кг, купрум – 5,7 мг/кг, лантан – 0,4 мг/кг. Найменшою була кількість срібла – 0,03 мг/кг.

Висновок. Перспективними для подальших досліджень є всебічне вивчення та вдосконалення використаного методу децелюляризації рогівки тварин з метою отримання біоінженерних зразків для їх подальшої кератопластики, що дозволить вирішити актуальну проблему трансплантології – отримання донорського матеріалу.

Посилання

Oliva, M.S., Schottman, T., & Gulati, M. (2012). Turning the tide of corneal blindness. Indian J. Ophthalmol., 60 (5), 423-427. DOI: 10.4103/0301-4738.100540.

Pasyechnikova, N.V., Cogan, B.M., & Kolomiichuk S.G. (2017). Experimental study of efficacy of intralamellar keratoplasty with corneal stromal substitute developed from decellularized porcine cornea. J. Ophthalmol. (Ukraine), 3, 48-55.

Turchin, M.V., & Pasechnikova, N.V. (2017). Experimental reasons and experience of the use of xenorought in treatment and tectonic cherat plasma in patients with varietes of different etiologies. Hospital Surgery. Journal Named by L. Ya. Kovalchuk, 3, 43-48. DOI: 10.11603/2414-4533.2017.3.8051 [in Ukrainian].

McTiernan, C.D., Simpson, F.C., Haagdorens, M., Samarawickrama, C., Hunter, D., Buznyk, O., …, & Griffith, M. (2020). LiQD Cornea: Pro-regeneration collagen mimetics as patches and alternatives to corneal transplantation. Sci. Adv., 6 (25), eaba2187. DOI: 10.1126/sciadv.aba2187.

Gain, P., Jullienne, R., He, Z., Aldossary, M., Acquart, S., Cognasse, F., & Thuret, G. (2016). Global survey of corneal transplantation and eye banking. JAMA Ophthalmol. 134 (2), 167-173. DOI: 10.1001/jamaophthalmol.2015.4776.

Cox, A., & Zhong, R. (2005). Current advances in xenotransplantation. Hepatobiliary Pancreat. Dis. Int., 4 (4), 490-494.

Hara, H., & Cooper, D.K. (2011). Xenotransplantation – the future of corneal transplantation? Cornea, 30 (4), 371-378. DOI: 10.1097/ICO.0b013e3181f237ef.

Wilson, S.L., Sidney, L.E., Dunphy, S.E., Dua, H.S., & Hopkinson, A. (2016). Corneal decellularization: a method of recycling unsuitable donor tissue for clinical translation? Curr. Eye Res., 41 (6), 769-782. DOI: 10.3109/02713683.2015.1062114.

Danyliuk, M.B., Klishch, I.M., Kuzmak, I.P., & Kramar, S.B. (2020). Morphological changes in the equivalent of the cornea stroma obtained by the decelularization method. Med. Clin. Chem., 4, 32-38.

DOI: 10.11603/mcch.2410-681X.2020.i4.11736 [in Ukrainian].

Isidan, A., Liu, S., Li, P., Lashmet, M., Smith, L.J., Hara, H., Cooper, D., & Ekser, B. (2019). Decellularization methods for developing porcine corneal xenografts and future perspectives. Xenotransplantation, 26 (6), e12564. DOI: 10.1111/xen.12564.

Lee, W., Miyagawa, Y., Long, C., Cooper, D. K., & Hara, H. (2014). A comparison of three methods of decellularization of pig corneas to reduce immunogenicity. Int. J. Ophthalmol., 7 (4), 587-593. DOI: 10.3980/j.issn.2222-3959.2014.04.01.

Pasyechnikova, N.V., Vit, V.V., Leus, N.F., Yakimenko, S.A., Buznyk, A.I., & Nasinnyk, I.O. (2011). The reaction of the rabbit cornea after intralamellar transplantation of the acellular stroma of the human cornea. J. Ophthalmol., 1, 57-60 [in Russian].

Vabres, B., Vanhove, B., & Blancho, G. (2020). Corneal xenotransplantation: anterior lamellar keratoplasty. Method. Mol. Biol., 2110, 245-251. DOI: 10.1007/978-1-0716-0255-3_16.

Kozhemyakin, Yu.M. (2002). Scientific and practical recommendations for keeping laboratory animals and working with them. Кyiv [in Ukrainian].

Kogan, B.M., Pasechnikova, N.V., Nasinnyk, I.O., & Kolomiychuk, S.G. (2015). Pat. Ukraine for utility model No. 101707, IPC (2006.01) А 61 F 9/01, А 61 Р 27/02, А 61 N 7/02 (2006.01). The method of obtaining corneal stroma equivalent for keratoplasty. “The Filatov Institute of Eye Diseases and Tissue Therapy of the National Academy of Medical Sciences of Ukraine” inventors and assignee. No. u2015032153; stated. 06.04.2015; publ. 25.09.2015, Bull. No. 18/2015 [in Ukrainian].

Britske, M.E. (1982). Atomic absorption spectrochemical analysis. Moscow [in Russian].

Tarasevich, N.I., Semenenko, K.A., & Khlystova, A.D. (1973). Methods of spectral and chemical-spectral analysis. Moscow: Publishing House of Moscow State University [in Russian].

Soniassi, R. (Ed.). (1993). Analysis of environmental objects. Instrumental methods. Transl. from Engl. Moscow: Mir [in Russian].

Karpov, Yu.A., & Savostin, A.P. (2003). Methods of sampling and sample preparation. Moscow [in Russian].

MI 4.1.1471-03. Methodical instructions. Atomic absorption definition. mass concentration of mercury in soils and solid mineral materials. Retrieved from: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293766/4293766601.htm [in Russin].

(1982). GOST 3240.9-76. Magnesium alloys. Methods for the determination of lanthanum [in Russian].

Guidance Document 52.24.433-2018. Mass concentration of silicon in waters. Photometric measurement method in the form of a yellow form of molybdosilicic acid (with Amendment No. 1). Retrieved from: https://files.stroyinf.ru/Index2/1/4293732/4293732924.htm [in Russian].

Turchin, M.V., Bigunyak, V.V., & Kozachok, S.S. (2016). Amino acid and elemental warehouse of cryoliophilized pig horn. Phytother. J., 1, 60-64 [in Ukrainian].

Agaeva, T.S. (2011). Study of properties of the microelements which are a part of the alumen applied in ophthalmology (review of the literature). Oftalmol. J., 3, 7, 103-108 [in Russian].

Koudouna, E. (2013). Structural and biochemical investigations of the cornea and the trabecular meshwork. Doctors thesis. UK, Cardiff: Cardiff University. Retrieved from: https://orca.cardiff.ac.uk/56775/1/Koudouna%20-%20Elena%20-%20Thesis.pdf.

Wilson, S.E., Chaurasia, S.S., & Medeiros, F.W. (2007). Apoptosis in the initiation, modulation and termination of the corneal wound healing response. Exp. Eye Res., 85 (3), 305-311. DOI: 10.1016/j.exer.2007.06.009.