Биомеханические свойства модели кератоконуса – клеточной культуры роговичных фиброцитов, выращенных в условиях деплетирования по цинку

Обоснование. Изучение этиопатогенеза такого заболевания роговицы, как&nbsp;кератоконус, существенно затруднено в&nbsp;связи с&nbsp;невозможностью исследования лежащих в&nbsp;его&nbsp;основе ультраструктурных и&nbsp;молекулярных изменений роговицы на&nbsp;пациентах in&nbsp;vivo и&nbsp;на&nbsp;животных моделях.Цель исследования. Оценка влияния деплетирования среды ионами цинка на&nbsp;структуру и&nbsp;биомеханические свойства стромы роговицы in&nbsp;vitro на&nbsp;примере клеточной модели роговичных фиброцитов.Материал и&nbsp;методы. В&nbsp;процессе настоящего экспериментального исследования были использованы клеточные модели стромы роговицы в&nbsp;«норме» и&nbsp;при&nbsp;кератоконусе – трёхмерные тканеинженерные конструкции на&nbsp;основе роговичных фибробластов, полученных из&nbsp;кератоцитов здоровых доноров, выращенных на&nbsp;стандартной и&nbsp;обеднённой ионами цинка питательных средах соответственно. Оценку биомеханических свойств тканеинженерных конструкций, моделирующих «здоровую» и&nbsp;«кератоконусную» строму роговицы, производили методом наноиндентирования при&nbsp;помощи атомно-силового микроскопа. Дополнительно проводили гистологическую оценку полученных клеточных пластов и&nbsp;иммуногистохимический анализ коллагена I&nbsp;типа.Результаты. По&nbsp;итогам исследования пяти образцов каждой из&nbsp;моделей стромы роговицы было установлено статистически значимое различие биомеханических свойств: эффективный модуль Юнга «здоровой» и&nbsp;«кератоконусной» моделей составил 9,9&nbsp;[5,4;&nbsp;15.6] и&nbsp;10,3&nbsp;[6,1;&nbsp;14,8]&nbsp;кПа соответственно. Толщина пластов в&nbsp;«здоровой» группе составила 17,67&nbsp;±&nbsp;1,32 и&nbsp;18,10&nbsp;±&nbsp;1,22&nbsp;мкм на&nbsp;сроке 2 и&nbsp;4&nbsp;недели культивирования соответственно; в&nbsp;«кератоконусной» группе на&nbsp;деплетированной по&nbsp;цинку среде толщина пластов составила 21,25&nbsp;±&nbsp;8,39 и&nbsp;25,55&nbsp;±&nbsp;5,67&nbsp;мкм на&nbsp;тех&nbsp;же сроках культивирования соответственно. В&nbsp;структуре последних превалирует экстраклеточный компонент с&nbsp;избыточной коллагеновой фракцией.Заключение. Полученные по&nbsp;итогам экспериментальной работы данные подтверждают современную концепцию этиопатогенеза кератоконуса, согласно которой нарушения биомеханической функции роговицы при&nbsp;этом заболевании являются следствием минерального дисметаболизма ионов меди, железа и&nbsp;цинка в&nbsp;её&nbsp;соединительнотканной строме.

Acta biomedica scientifica

кератоконус

этиопатогенез

клеточные модели

цинк

халькофильные элементы

биомеханика

Обоснование. Изучение этиопатогенеза такого заболевания роговицы, как&nbsp;кератоконус, существенно затруднено в&nbsp;связи с&nbsp;невозможностью исследования лежащих в&nbs...

Биомеханические свойства модели кератоконуса – клеточной культуры роговичных фиброцитов, выращенных в условиях деплетирования по цинку

Авторы

Суббот А.М.

Ефремов Ю.М.

Тимашев П.С.

Новиков И.А.

Патеюк Л.С.

Кобзева А.В.

Аветисов С.Э.

Рекомендуем изучить