Одговор ткива на различите имплантиране биоматеријале у моделима in vivo

Abstract

Данашњи приступ репарацији и регенерацији ткива често подразумева употребу различитих биоматеријала, самостално или у комбинацији са ћелијама и/или факторима раста. Сви материјали, без обзира да ли су природног порекла или синтетисани, изазивају реакцију околног ткива након имплантације. Ова реакција подразумева низ повезаних догађаја од којих коначно зависи да ли ће имплантирани материјал бити добро прихваћен и обавити своју примарну улогу. Сваки материјал за организам представља страно тело и иницира пролазну инфламаторну реакцију, чија дужина трајања и интензитет умногоме одређују његову даљу судбину. На то утиче хемијски састав материјала, величина и облик његових гранула, порозност, компактност, као и степен биодеградабилности. Тако, судбина материјала може кренути једним од два пута: ка доброј интеграцији са околним ткивом, подршци ћелијама са којима интерагује и, код биодеградабилних материјала, замени здравим, функционалним ткивом, или ће пак изазвати снажан и продужен инфламаторни одговор који резултује потпуном изолацијом материјала од остатка ткива дебелом фиброзном капсулом. In vivo испитивања одговора ткива на имплантирани биоматеријал подразумевају истраживања на различитим анималним моделима и у различитим ткивима, са ортопичним или ектопичним имплантацијама. У овом раду ће бити дат преглед наших in vivo истраживања на различитим моделима имплантација. Користили смо ортопичне моделе за формирање кости код пацова и кунића и моделе супкутаних имплантација различитих биоматеријала мишевима и пацовима. За анализу импланата и околног ткива у временским периодима раног и касног одговора коришћене су бројне методе као што су хистолошка бојења, хистоморфометрија, имунохистохемија, СЕМ, радиографске методе, анализа специфичне експресије гена и друге. In vivo анимални модели у сврху претклиничких испитивања важни су за добијање смерница за клиничку примену.

Today's approach to tissue repair and regeneration often involves application of different biomaterials, alone or in combination with cells and/or growth factors. All materials, regardless of whether they are of natural origin or synthesized, cause a reaction in the surrounding tissue after implantation. This reaction involves a series of related events on which ultimately depends whether the implanted material will be well accepted and perform its primary role. Each material represents a foreign body for the organism and initiates a transient inflammatory reaction, the duration and intensity of which largely determine materil's further fate. Inflammatory reaction is influenced by material's chemical composition, the size and shape of its granules, porosity, compactness, as well as the degree of material's biodegradability. Thus, the fate of the material can go one of two ways: towards good integration with the surrounding tissue, supporting the cells with which it interacts and, in the case of biodegradable materials, replacement by healthy, functional tissue, or it will cause a strong inflammatory response resulting in the complete isolation of the material from the rest of the tissue with thick fibrous capsule. In vivo research of tissue response to implanted biomaterial involves investigation in different animal models and in different tissues, with orthotopic or ectopic implantations. We used orthotopic models for bone formation in rats and rabbits and models of subcutaneous implantation of various biomaterials in mice and rats. Numerous methods were used for the analysis of implants and surrounding tissue in the time periods of early and late response, such as histological staining, histomorphometry, immunohistochemistry, SEM, radiographic methods, analysis of specific gene expression and others. In vivo animal models for the purpose of preclinical studies are important in order to obtain guidelines for clinical application.