Состояние кровообращения в области имплантации биоинженерной конструкции по данным гистологического и томографического исследования в эксперименте

Экстраваскулярные макрокапсулы являются возможным методом замещения мягкотканного дефекта в условиях недостатка аутотканей или невозможности использования стандартных лоскутов. Цель исследования – морфофункциональная оценка кровеносных состояния сосудов и показателей кровотока в области биоинженерной конструкции с использованием гистологического и томографического методов исследования.

Материал и методы. Эксперимент выполнен на 12 крысах стока Вистар, распределенных на 4 группы: 1-я – пустая 3D-макрокапсула (n=3); 2-я – 3D-макрокапсула с костным мозгом (n=3); 3-я – 3D-макрокапсула с костным мозгом и нетканым матриксом (n=3); 4-я – контрольная группа ложнооперированных животных (n=3). Одна крыса служила донором сингенного костного мозга бедренных костей. Имплантация проводилась на бедренный сосудисто-нервный пучок. Оценка состояния зоны оперативного вмешательства проводилась на 3-и, 7- и 14-е сутки. После некропсии на 30-е сутки проводили гистологическую и морфометрическую оценку сосудистой стенки при стандартной окраске гематоксилином–эозином и по Маллори. Определяли толщину и морфологию интимы, медии и индекс интима/медия. Проводили МРТ-исследование с контрастированием гадобутролом с последующей оценкой сосудистой проходимости и тканевой перфузии (Ktrans, Kep, Ve).

Результаты. В зоне имплантации регистрировались положительная динамика заживления и отсутствие признаков воспаления. Во всех группах сосудистая стенка сохраняла типичную трехслойную структуру без изменения внутреннего просвета, признаков развития медиафиброза или формирования выраженной гиперплазии интимы. Магнитно-резонансная томография показала сохранность магистрального кровотока и позволила предположить усиление перфузии тканеинженерных конструкций, помещенных в 3D-макрокапсулу.

Заключение. Имплантация на сосудисто-нервный пучок всех вариантов исполнения экстраваскулярных макрокапсул не вызывает значительных морфологических изменений и нарушений системного кровообращения бедренной артерии.

1. Богданов Л.А., Кутихин А.Г. Оптимизация окрашивания элементов системы кровообращения и гепатолиенальной системы гематоксилином и эозином. Фундаментальная и клиническая медицина. 2019; 4(4): 70-77.

2. Больбасов Е.Н., Кудрявцева В.Л., Станкевич К.С., Антонова Л.В., Матвеева В.Г., Твердохлебов С.И. и др. Структура и некоторые свойства нетканых материалов из сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом, изготовленных методами электроспиннинга и аэродинамического формования: сравнительное исследование. Полимерные материалы и технологии. 2016; (4): 30–38.

3. Дворниченко М.В., Марзоль Е.А., Зиновьев Е.А., Митряйкин Н.С., Хлусов И.А. Состояние и васкуляризация костного мозга при имплантации в диффузионной камере на сосудистонервный пучок. Бюллетень сибирской медицины. 2024; 23(2): 37–45.

4. Игамбердиева Р.Ш., Каримджанова Г.А., Мирзаева Б.М. Состояние эндотелия сонных артерий при артериальной гипертонии. Молодой ученый. 2017; 45(179): 77-84.

5. Марзоль Е.А., Дворниченко М.В., Зиновьев Е.А., Жернаков Д.Е., Хлусов И.А. Применение диффузионных камер для макрокапсуляции клеток: от концепции до клинических испытаний (обзор литературы). Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. 2024; 39(4): 38-46.

6. Albu M, Şeicaru DA, Pleşea RM, Mirea OC, Gherghiceanu F, Grigorean VT, et al. Remodeling of the aortic wall layers with ageing. Romanian Journal of Morphology and Embryology. 2022; 63(1): 71–82. doi:10.47162/RJME.63.1.07.

7. Asaad Amin M, Saleh S, Helmy M, Abbas M. A Histomorphometric study on the Effect of Consumption of Caffeinated Energy Drinks on the Aorta of the Adult Male Albino Rats. Egyptian Journal of Histology. 2022. doi:10.21608/ejh.2022.173318.1805

8. Ebert MLA, Schmidt VF, Öcal O, von Thaden A, Dietrich O, Popper B, et al. A minimally invasive animal model of atherosclerosis and neointimal hyperplasia for translational research. European Radiology Experimental. 2025; 9(1): 14. doi: 10.1186/s41747-025-00558-1

9. Field C, Welsh AH. Bootstrapping Clustered Data. Journal of the Royal Statistical Society Series B: Statistical Methodology. 2007;69(3):369–90. doi:10.1111/j.1467-9868.2007.00593.x

10. Fonseca DA, Antunes PE, Antunes MJ, Cotrim MD. Histomorphometric analysis of the human internal thoracic artery and relationship with cardiovascular risk factors. Pizzi C, editor. PLOS ONE. 2019; 14(1): e0211421. doi:10.1371/journal.pone.0211421

11. Fry DL. Certain histological and chemical responses of the vascular interface to acutely induced mechanical stress in the aorta of the dog. Circ Res. 1969;24(1):93-108. doi: 10.1161/01.res.24.1.93.

12. Geierlehner A, Horch RE, Ludolph I, Lang W, Rother U, Meyer A, Arkudas A. Intraoperative blood flow analysis of free flaps with arteriovenous loops for autologous microsurgical reconstruction. J Clin Med. 2023;12(23):7477. doi: 10.3390/jcm12237477

13. Geraci M. Linear Quantile Mixed Models: ThelqmmPackage for Laplace Quantile Regression. Journal of Statistical Software. 2014;57(13). doi:10.18637/jss.v057.i13.

14. Geraci M, Bottai M. Linear quantile mixed models. Statistics and Computing. 2014; 24(3): 461-479. doi:10.1007/s11222-013-9381-9.

15. Goreninskii S, Danilenko N, Filimonov V, Bolbasov E, Tverdokhlebov S, Evtina A, et al. Enhanced properties of poly(εcaprolactone)/polyvinylpyrrolidone electrospun scaffolds fabricated using 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2- propanol. Journal of Applied Polymer Science. 2021; 138(23): 50535. doi: 10.1002/app.50535

16. Hothorn T, Bretz F, Westfall P. Simultaneous inference in general parametric models. Biometrical Journal. 2008; 50(3): 346- 363. doi:10.1002/bimj.200810425

17. Li Y, Fraser D, Mereness J, Van Hove A, Basu S, Newman M, et al. Tissue Engineered Neurovascularization Strategies for Craniofacial Tissue Regeneration. ACS Appl Bio Mater. 2022; 5(1): 20-39. doi:10.1021/acsabm.1c00979

18. Metz R, Nobiling R, Harlacher M, Rosivall L, Taugner R. Cytoplasmic sequestration phenomena in smooth muscle cells of kidney resistance vessels and epithelioid cells of the juxtaglomerular apparatus. Virchows Arch a Pathol Anat Histopathol. 1988; 412(6): 583-9. doi:10.1007/BF00844294

19. Prabhu GS, Rao KG M, Concessao PL, Rai KS. Role of High-Fat Diet Alone on Lipids, Arterial Wall and Hippocampal Neural Cell Alterations in Animal Models and Their Implications for Humans. Biology (Basel). 2025; 14(8): 971. doi:10.3390/biology14080971

20. Royston P. Remark AS R94: A Remark on Algorithm AS 181: The W-test for Normality. Journal of the Royal Statistical Society. Series C (Applied Statistics). 1995; 44(4): 547-551. doi:10.2307/2986146

21. Weigand A, Beier JP, Arkudas A, Al-Abboodi M, Polykandriotis E, Horch RE, et al. The Arteriovenous (AV) Loop in a Small Animal Model to Study Angiogenesis and Vascularized Tissue Engineering. J. Vis. Exp. 2016; (117): e54676. doi:10.3791/54676

22. Westfall PH, Troendle JF. Multiple testing with minimal assumptions. Biometrical Journal. 2008; 50(5): 745-755. doi:10.1002/bimj.200710456

23. Wu YL, Szafron JM, Blum KM, Zbinden JC, Khosravi R, Best CA, et al. Electrospun TissueEngineered Arterial Graft Thickness Affects LongTerm Composition and Mechanics. Tissue Eng Part A. 2021; 27(9-10): 593-603. doi: 10.1089/ten.TEA.2020.0166