Search academic texts

Registration Number

0822U101008, PhD dissertation

Title

The effect of polyethylene glycol-based synthetic tunnelled matrix on restorative process in experimental spinal cord laceration

Author

Abdalla Ibrahim Medyen Ibrahim,

popup.head Medvediev Volodymyr Viktorovych
popup.opponent Pedachenko Yurii Yevhenovych
popup.opponent Tsupykov Oleg Mykhailovych
popup.review Hrabovyi Oleksandr Mykolayovyсh
popup.review Zyablicev Serhii Volodymyrovych

Status

Доктор філософії, 222, Медицина

Date

25-11-2022

Description

Травма спинного мозку (ТрСМ) у більшості випадків — тяжке ушкодження нервової системи (DeVivo, 2012; Pretz et al., 2016) з розрахунковою річною глобальною захворюваністю у ~1 млн. випадків і поширеністю у ~27 млн. осіб (GBD 2016 …, 2019). Найдошкульнішими наслідками ТрСМ є пожиттєва втрата рухової й інших функцій спинного мозку нижче рівня ушкодження, котрі супроводжуються синдромом спастичності (Holtz et al., 2017), хронічним болем (Finnerup et al., 2014) і розладами вегетативної регуляції (Hou & Rabchevsky, 2014; Hamid et al., 2018). Причина — ушкодження шляхів довільної інервації еферентних спинномозкових нейронів, реставрація яких є першочерговим завданням відновного лікування ТрСМ. Вирішення цього завдання пов’язують з розробкою трансплантаційних засобів тканинної нейроінженерії, котрі поєднують полімерні матрикси і клітини різного ступеню диференціювання (Ahuja et al., 2017; Liu et al., 2018; Wang et al., 2018; Liu et al., 2019; Zhang et al., 2019; Shah et al., 2020). Тривалий час у якості перспективного матриксу розглядали аморфний гідрогель на основі N-(2-гідроксипропіл)метакриламіду (poly(N-[2-hydroxypropyl]-methacrylamide, PHPMA; Woerly et al., 1996‒2005; Pertici et al., 2013). На даний час перевагу надають синтетичним тунельованим матриксам (Koffler et al., 2019), причому, лацераційні моделі ТрСМ залишаються ключовими для вивчення ефективності більшості таких засобів, не зважаючи на значне аутогенне відновлення функцій спинного мозку при частковому перетині спинного мозку (Alizadeh et al., 2019). У представленій дисертації здійснено системне порівняльне дослідження відновного впливу негайної імплантації PHPMA-гідрогелю і тунельованого поліетиленгліколевого матриксу на моделі висічення бічного половинного фрагменту спинного мозку у тварин молодого віку, тобто в умовах вищої ауторегенераційної активності нервової системи (Schwab et al., 1996; Sutherland et al., 2020). Дизайн експерименту. Тварини — щури–самці (~1 міс, ~50 г), інбредні похідні лінії Wistar. Експериментальні групи: Tr╥ — бічний половинний перетин спинного мозку на рівні сегментів ~Т12–Т13 (n=11); HG╥ — аналогічна ТрСМ і негайна імплантація у рану спинного мозку фрагменту PHPMA-гідрогелю (n=11); Tr□ — висічення бічного половинного фрагменту спинного мозку довжиною ~1 мм на аналогічному рівні (n=8); HG■ — аналогічна ТрСМ і негайне заповнення дефекту спинного мозку фрагментом PHPMA-гідрогелю (n=6); Tunnel◘ — аналогічна ТрСМ і негайне заповнення дефекту спинного мозку циліндричним тунельованим матриксом на основі поліетиленгліколю, діаметром і довжиною у 1 мм, з шириною тунелів — 50 мкм (n=8). Методи дослідження. Оцінку показника рухової функції (ПФ) і показника спастичності (ПС) задньої паретичної кінцівки здійснено, відповідно, за шкалою Basso–Beattie–Bresnahan (ВВВ) і за шкалою Ashworth у власних модифікаціях. Під час формування проаналізованих експериментальних груп застосовано критерії невключення: значення ПФ задньої іпсилатеральної кінцівки через 1 тиждень після травми — більше 9-ти балів за шкалою ВВВ, і/або значення ПФ задньої контрлатеральної кінцівки протягом тривалого часу — менше або дорівнює 14-ти балам за шкалою ВВВ (загалом, за цими критеріями до аналізу не залучено 11 тварин). Асимптотичні відхилення термінів тестування допущено протягом перших 3-х тиж, а також через 8 тиж і через 3 міс після травми. Загальна тривалість спостереження склала ~5 міс. Морфологічні дослідження здійснено завдяки методу імпрегнації поздовжніх зрізів спинного мозку сріблом (групи HG■ і Tr□) й імуногістохімічній ідентифікації експресії основних маркерів нервової тканини (група Tunnel◘). Статистичний аналіз виконано із залученням U-тесту Манна‒Уітні (Mann-Whitney U Test), тесту Вілкоксона (Wilcoxon Matched Pairs Test) і коефіцієнту рангової кореляції Спірмена (Spearman Rank Order Correlations), припущення щодо значущості результату вважали вірними, якщо ймовірність реалізації протилежного твердження була меншою ніж 0.05 (р<0.05). Виходячи з отриманих даних, можна стверджувати, що у молодому віці, на тлі високого ауторегенеративного потенціалу негайна імплантація PHPMA-гідрогелю у епіцентр лацераційної ТрСМ обумовлює істотний позитивний ефект лише за наявності значного просторового дефекту спинного мозку, причому виключно у найгострішому періоді травми. На наш погляд, це пов'язано з негайним антигемораічним впливом PHPMA-гідрогелю і обмеженням вторинних альтераційних реакцій, не зважаючи на факт хаотичного проростання його товщі аксонами. Натомість, імплантація тунельованого матриксу не впливає на перебіг найгострішого періоду травми, однак істотно змінює її подальший плин, суттєво збільшуючи значення ПФ протягом перших 2-х місяців і нівелюючи регрес ПФ на останніх 2-х місяцях спостереження, що, найімовірніше, пов'язано із проростанням аксонів через тунелі матриксу і по його зовнішній поверхні.