Статья размещена в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY).
ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Анализ биосовместимости микроструктурированных полимерных материалов, перспективных для применения в реконструктивной хирургии
1 Первый Московский государственный медицинский университет имени И. М. Сеченова, Москва, Россия
2 Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук, Пущино, Россия
3 Московский политехнический университет, Москва, Россия
4 Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н. И. Пирогова, Москва, Россия
Для корреспонденции: Игорь Леонидович Канев
ул. Институтская, д. 3, г. Пущино, 142290, Россия; moc.liamg@venak4
Финансирование: исследование выполнено в рамках исследовательского проекта, спонсируемого ООО «Нейрокондуит», и государственного задания ИТЭБ РАН №FFRS-2024-0016.
Благодарности: авторы выражают глубокую благодарность за помощь сотрудникам вивария регенеративной медицины Первого МГМУ им. И. М. Сеченова, Я. В. Христидис, Б. П. Ершову, а также лаборатории цифрового микроскопического анализа, А. Л. Файзуллину. Исследования ультраструктуры материалов проводили с использованием оборудования ЦКП ФМИ ИОНХ РАН.
Вклад авторов: М. А. Габриянчик — концепция и дизайн исследования, редактирование; О. Ю. Антонова — разработка дизайна, проведение испытаний in vitro, анализ данных, подготовка текста; М. Е. Тайлаков — изготовление материалов, анализ и статистическая обработка данных, редактирование; В. А. Грачев — изготовление материалов, анализ и статистическая обработка данных; К. С. Пирогов — подготовка текста; О. И. Старцева — концепция и дизайн исследования, редактирование; И. Л. Канев — концепция изготовления и анализ структуры материалов, анализ данных, подготовка текста.
Соблюдение этических стандартов: исследование одобрено этическим комитетом Первого МГМУ им. И. М. Сеченова (протокол № 10-25 от 24 апреля 2025 г.), проведено с соблюдением положений Европейской конвенции о защите позвоночных животных, которых используют для экспериментальных и других научных целей.
- Fornasari BE, Carta G, Gambarotta G, Raimondo S. Naturalbased biomaterials for peripheral nerve injury repair. Front Bioeng Biotechnol. 2020; 8: 554257. DOI: 10.3389/fbioe.2020.554257.
- Zhang M, Li C, Zhou LP, Pi W, Zhang PX. Polymer scaffolds for biomedical applications in peripheral nerve reconstruction. Molecules. 2021; 26 (9): 2712. DOI: 10.3390/molecules26092712.
- Kaplan B, Levenberg S. The role of biomaterials in peripheral nerve and spinal cord injury: a review. Int J Mol Sci. 2022; 23 (3): 1244. DOI: 10.3390/ijms23031244.
- Li R, Liu Z, Pan Y, Chen L, Zhang Z, Lu L. Peripheral nerve injuries treatment: a systematic review. Cell Biochem Biophys. 2014; 68 (3): 449–54. DOI: 10.1007/s12013-013-9742-1.
- Karumbaiah L. Neural tissue engineering. In: Neural Engineering. Berlin, Heidelberg: Springer; 2012. DOI: 10.1007/978-1-4614-5227-0_19.
- Duraku LS, Eberlin KR, Moore A, et al. Ten myths in nerve surgery. Plast Reconstr Surg Glob Open. 2024; 12 (8): e6017. DOI: 10.1097/GOX.0000000000006017.
- Zhai X, Wang Y. Physical modulation and peripheral nerve regeneration: a literature review. Cell Regen. 2024; 13: 32. DOI: 10.1186/s13619-024-00215-9.
- Zheng F, Li R, He Q, et al. The electrostimulation and scar inhibition effect of chitosan/oxidized hydroxyethyl cellulose/ reduced graphene oxide/asiaticoside liposome based hydrogel on peripheral nerve regeneration in vitro. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2020; 109: 110560. DOI: 10.1016/j.msec.2019.110560.
- Wan T, Li QC, Zhang FS, et al. Biomimetic ECM nerve guidance conduit with dynamic 3D interconnected porous network and sustained IGF-1 delivery for enhanced peripheral nerve regeneration and immune modulation. Mater Today Bio. 2024; 30: 101403. DOI: 10.1016/j.mtbio.2024.101403.
- Wan T, Wang YL, Zhang FS, et al. The porous structure of peripheral nerve guidance conduits: features, fabrication, and implications for peripheral nerve regeneration. Int J Mol Sci. 2023; 24 (18): 14132. DOI: 10.3390/ijms241814132.
- Woodruff MA, Hutmacher DW. The return of a forgotten polymer— Polycaprolactone in the 21st century. Prog Polym Sci. 2010; 35 (10): 1217–56. DOI: 10.1016/j.progpolymsci.2010.04.002.
- Panahi-Joo Y, Karkhaneh A, Nourinia A, Abd-Emami B, Negahdari B, Renaud P, et al. Design and fabrication of a nanofibrous polycaprolactone tubular nerve guide for peripheral nerve tissue engineering using a two-pole electrospinning system. Biomed Mater (Bristol). 2016; 11 (2): 025017. DOI: 10.1088/1748-6041/11/2/025017.
- Nawrotek K, Mąkiewicz M, Zawadzki D. Fabrication and characterization of polycaprolactone/chitosan-hydroxyapatite hybrid implants for peripheral nerve regeneration. Polymers (Basel). 2021; 13 (5): 775. DOI: 10.3390/polym13050775.
- Park D, Kim D, Park SJ, et al. Micropattern-based nerve guidance conduit with hundreds of microchannels and stem cell recruitment for nerve regeneration. NPJ Regen Med. 2022; 7 (1): 62. DOI: 10.1038/s41536-022-00257-0.
- Sanchez Rezza A, Kulahci Y, Gorantla VS, Zor F, Drzeniek NM. Implantable biomaterials for peripheral nerve regeneration: technology trends and translational tribulations. Front Bioeng Biotechnol. 2022; 10: 863969. DOI: 10.3389/fbioe.2022.863969.
- Tao J, Hu Y, Wang S, Zhang J, Liu X, Gou Z, et al. A 3D-engineered porous conduit for peripheral nerve repair. Sci Rep. 2017; 7: 46038. DOI: 10.1038/srep46038.
- Sharifi M, Kamalabadi-Farahani M, Salehi M, et al. Recent perspectives on the synergy of mesenchymal stem cells with micro/nano strategies in peripheral nerve regeneration: a review. Front Bioeng Biotechnol. 2024; 12: 1401512. DOI: 10.3389/fbioe.2024.1401512.
- Perrelle JM, Boreland AJ, Gamboa JM, Gowda P, Murthy NS. Biomimetic strategies for peripheral nerve injury repair: an exploration of microarchitecture and cellularization. Biomed Mater Devices. 2023; 1 (1): 21–37. DOI: 10.1007/s44174-022-00039-8.
- Vijayavenkataraman S. Nerve guide conduits for peripheral nerve injury repair: a review on design, materials and fabrication methods. Acta Biomater. 2020; 106: 54–69. DOI: 10.1016/j.actbio.2020.02.003.
- Antonova OY, Kochetkova OY, Taylakov ME, Kanev IL. ECM-mimetic nanofibrous scaffolds for stimulation of dorsal root ganglia axon guidance and Schwann cell maturation. ACS Appl Bio Mater. 2025; 8 (10): 9480–95. DOI: 10.1021/acsabm.5c01600.
- Antonova OY, Kochetkova OY, Shlyapnikov YM. ECM-mimetic nylon nanofiber scaffolds for neurite growth guidance. Nanomaterials (Basel). 2021; 11 (2): 516. DOI: 10.3390/nano11020516.
- Антонова О. Ю., Канев И. Л., Кочеткова О. Ю., Райхман Е. В. Искусственный нервный кондуит с наполнителем из волокнистого наноматериала. Патент РФ RU226161U1. Заявл. 09.08.2023; опубл. 23.05.2024.
- Антонова О. Ю., Райхман Е. В., Кочеткова О. Ю., Канев И. Л.Нервные кондуиты из синтетических биосовместимых полимеров. Известия Института инженерной физики. 2023; 4 (70): 86–92.
- Мирошникова П. К., Люндуп А. В., Бацаленко Н. П., Крашенинников М. Е., Занг Ю., Фельдман Н. Б., Береговых В. В. Перспективные нервные кондуиты для стимуляции регенерации поврежденных периферических нервов. Вестник РАМН. 2018; 6.
- Jiang Z, Zhang Y, Wang Y, et al. Multichannel nerve conduit based on chitosan derivates for peripheral nerve regeneration and Schwann cell survival. Carbohydr Polym. 2023; 301 (Pt B):120327. DOI: 10.1016/j.carbpol.2022.120327.
- Puranik N, Tiwari S, Kumari M, et al. Advanced bioactive polymers and materials for nerve repair: strategies and mechanistic insights. J Funct Biomater. 2025; 16 (7): 255. DOI: 10.3390/jfb16070255.
- Wang X, Fu X, Luo D, Hou R, Li P, Chen Y, et al. 3D printed high-precision porous scaffolds prepared by fused deposition modeling induce macrophage polarization to promote bone regeneration. Biomed Mater. 2024; 19 (3): 035006. DOI: 10.1088/1748-605X/ad2ed0.
- Nocera G, Jacob C. Mechanisms of Schwann cell plasticity involved in peripheral nerve repair after injury. Cell Mol Life Sci. 2020; 77 (20): 3977–89. DOI: 10.1007/s00018-020-03516-9.
- Stocco E, Barbon S, Zamuner A, et al. Self-assembling peptides for sciatic nerve regeneration: a review of conduit microenvironment modeling strategies in preclinical studies. Front Cell Dev Biol. 2025; 13: 1637189. DOI: 10.3389/fcell.2025.1637189.
- Sandoval-Castellanos AM, Claeyssens F, Haycock JW. Biomimetic surface delivery of NGF and BDNF to enhance neurite outgrowth. Biotechnol Bioeng. 2020; 117 (10): 3124–35. DOI: 10.1002/bit.27466.