БИОИНЖЕНЕРНЫЕ ЭКВИВАЛЕНТЫ СТРОМЫ РОГОВИЦЫ НА ОСНОВЕ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ КОЛЛАГЕНУ МАТЕРИАЛОВ

Цель исследования: изучить состояние проблемы по созданию искусственной роговицы на основе анализа литературы за последние 10 лет.Материал и методы. Нами были изучены результаты исследований 42 зарубежных научных источников. В этих публикациях авторы предлагают следующие материалы для создания искусственной роговицы: желатиновые гидрогели, ацеллюлярная роговица, коллагеноподобные пептиды, фиброин шелка и синтетические полимеры.Результаты и обсуждение. В отличие от коллагена эти биоконструкции более стабильны по биомеханическим свойствам, но вызывают более выраженную иммунную реакцию организма после трансплантации, лишь желатиновые гидрогели вызывают меньшую антигенную реакцию. Коллагеноподобные короткие пептиды обладают способностью к самосборке и создают цепи с заданными свойствами. Этот процесс напоминает эмбриональное развитие роговицы. Роговицу свиней, обработанную различными методами, используют для создания ацеллюлярной роговицы, которая обладает низкой иммуногенностью и по структуре близка к нативной роговице. Фиброин шелка характеризуется высокой прочностью и используется как альтернатива амниотической мембране. Синтетические полимеры чаще применяются в комплексе с нативными соединениями внеклеточного матрикса. Деструкция этих подложек зависит от концентрации полимеров и протекает длительно.Заключение. Таким образом, несмотря на широкий ряд предлагаемых неколлагеновых материалов для создания искусственной роговицы, требуется дальнейший поиск оптимальных биоконструкций, обладающих качествами донорской роговицы.

искусственная роговица, биоинженерия, желатиновые гидрогели, коллагеноподобные пептиды, ацеллюлярная роговица, синтетические полимеры, фиброин шелка

1. A dual-layer silk fibroin scaffold for reconstructing the human corneal limbus / L.J. Bray [et al.] // Biomaterials. - 2012. - Vol. 33, №13. - P. 3529-3538

2. Aligned fibrous scaffold induced aligned growth of corneal stroma cells in vitro culture / G. Yan [et al.] // Chem. Res. Chin. Univ. - 2012. - №28. - P. 1022-1025

3. Peptide-based functional biomaterials for soft-tissue repair / K. Hosoyama [et al.] // Front. Bioeng. Biotechnol. - 2019. - №7. - P. 1-19

4. Silkworm silk-based materials and devices generated using bio-nanotechnology / W. Huang [et al.] // Chem. Soc. Rev. - 2018. - Vol. 47, №17. - P. 6486-6504

5. Islam, M.M. Multifunctional biomimetic materials for corneal regeneration: thesis for doctoral degree (Ph.D.). - Karolinska Institutet, Sweden, 2016. - 32 p

6. Short peptide analogs as alternatives to collagen in pro-regenerative corneal implants / J.R. Jangamreddy [et al.] // Acta Biomaterialia. - 2018. - №69. - P. 120-130

7. Lai, J.Y. Corneal stromal cell growth on gelatin/chondroitin sulfate scaffolds modified at different NHS/EDC molar ratios / J.Y. Lai // Int. J. Mol. Sci. - 2013. - Vol. 14, №1. - P. 2036-2055

8. Corneal stroma regeneration with acellular corneal stroma sheets and keratocytes in a rabbit model / X.Y. Ma [et al.] // PLoS One. - 2015. - Vol. 10, №7. - P. e0132705

9. Cellular response of limbal epithelial cells on electrospun poly-ε-caprolactone nanofibrous scaffolds for ocular surface bioengineering: a preliminary in vitro study / S. Sharma [et al.] // Molecular Vision. - 2011. - №17. - P. 2898-2910

10. In vitro 3D corneal tissue model with epithelium, stroma, and innervations / S. Wang [et al.] // Biomaterials. - 2017. - №112. - P. 1-9

11. Bioengineering organized, multilamellar human corneal stromal tissue by growth factor supplementation on highly aligned synthetic substrates / J. Wu [et al.] // Tissue Engineering: Part A. - 2013. - Vol. 19, №17-18. - P. 2063-2075

12. Effect of fiber alignment in electrospun scaffolds on keratocytes and corneal epithelial cells behavior / J. Yan [et al.] // J. Biomed. Mater. Res.: Part A. - 2012. - Vol. 100, №2. - P. 527-535

13. Construction of a full-thickness human corneal substitute from anterior acellular porcine corneal matrix and human corneal cells / K. Zhang [et al.] // Int. J. Ophthalmol. - 2019. - Vol. 12, №3. - P. 351-362

14. Lamellar keratoplasty treatment of fungal corneal ulcers with acellular porcine corneal stroma / M.C. Zhang [et al.] // Am. J. Transplant. - 2015. - Vol. 15, №4. - P. 1068-1075