Морфофункціональні особливості регенерації шкіри при опіковій травмі та застосування хітозанових плівок у віковому аспекті

Abstract

Дисертаційна робота присвячена вивченню морфофункціональних особливостей ділянки шкіри після опікової травми та використання для загоєння хітозанових плівок у віковому аспекті. Очищення ран від некротичних тканин при застосуванні хітозанових мембран відбувається у тварин молодого та старечого віку на одну добу, а у щурів зрілого віку – на 0,83 доби раніше порівняно з контролем. Зменшення стромального набряку в тварин молодого і зрілого віку починається із 3-ї доби, а у щурів старечого віку – із 7-ї доби спостереження. Поява грануляцій відбувається на 0,67–1,0 доби раніше за контроль у тварин усіх вікових груп експериментальної серії, проте достовірно більшим (на 26,34–29,34 %) відсоток грануляційної тканини спостерігається лише у тварин молодого та зрілого віку на 7-му добу спостереження. Використання хітозанових мембран сприяє формуванню грануляційної тканини та сполучнотканинних компонентів дерми, новоутворенню кровоносних судин, стимулює крайову епітелізацію рани. У тварин експериментальної серії на 21-шу добу спостереження відбувається повна епітелізація ранового дефекту з утворенням тонкого ніжного рубця. Із віком відбувається зниження чутливості клітин до ефекторних впливів, що може пояснити меншу ефективність хітозану у тварин старечого віку.

В процессе регенерации кожи после термического ожога происходит миграция клеток в область травмы, что обеспечивает очищение поверхности от некротизированных тканей и микроорганизмов. Задержка смены типа цитограмм от некротического к регенераторному обусловливается возрастными особенностями процесса раневого заживления как в фазу воспаления, так и на этапах пролиферации и ремоделирования. Формирование тканей регенерата начинается на (4,33 ± 0,09) суток у животных молодого, на (4,50 ± 0,22) суток – зрелого и на (5,00 ± 0,26) суток – у крыс старческого возраста. Процент уменьшения площади раны был максимальным в период с 8-х по 14-е сутки во всех возрастных группах, однако средняя скорость уменьшения раны заметно отставала у животных старческого возраста. Эпителизация поверхности раны начинается на (6,50 ± 0,22) суток у животных молодого возраста, что на 0,33 суток раньше аналогичного показателя животных старческого возраста. Полная эпителизация происходит на (19,20 ± 0,43), (19,17 ± 0,42) и (20,83 ± 0,17) суток у животных молодого, зрелого и старческого возрастов. На 21-е сутки после травмы наблюдается образование рубцовой ткани, что особенно выражено у животных старческого возраста. Применение хитозана при лечении ожоговой раны приводит к уменьшению общей площади дефекта и относительной площади некроза с 3-х по 14-е сутки во все возрастные периоды. Появление грануляций отмечалось на 0,67–1,0 суток раньше у животных всех возрастов контрольной серии, однако увеличение относительной площади грануляций на 26,34–29,34 % наблюдалось только у животных молодого и зрелого возраста на 7-е сутки с последующим уменьшением в конечный срок наблюдения. В отличие от контроля во все возрастные периоды процент уменьшения площади раны наблюдался в сроки с 1-х по 3-и и с 4-х по 7-е сутки, при этом средняя скорость уменьшения раны была достоверно выше у крыс всех возрастных групп экспериментальной серии. Особенностями клеточного состава поверхности раны при применении хитозановых мембран были уменьшение количества лейкоцитов и процента нейтрофилов у животных молодого и зрелого возраста с 1-го дня наблюдения, в то время как у животных старческого возраста данный показатель имел достоверную разницу с контролем только на 3-и сутки после травмы. Доля макрофагов достигала максимальных значений у животных молодого и зрелого возраста на 7-е сутки эксперимента ((29,33 ± 1,02) % и (26,00 ± 0,93) % (р ≤ 0,05)) соответственно, в то время как у животных старческого возраста – лишь 14-е сутки. В отличие от контроля у животных зрелого возраста экспериментальной серии происходит появление фибробластов уже на 3-и сутки, а у животных всех возрастов их количество достоверно превышало контроль во все последующие сроки наблюдения. Использование хитозана обеспечивает ускорение смены типов цитограмм с установлением регенераторного типа у животных молодого и зрелого возраста и регенераторно-воспалительного – у крыс старческого возраста на 21-е сутки после травмы. Использование хитозановых мембран приводит к уменьшению воспалительных и сосудистых изменений в области травмы и формированию грануляционной ткани в более ранние сроки по сравнению с контролем у животных всех возрастных групп. Соединительная ткань формировалась равномерно по всему регенерату, деформаций и нарушения ее структуры обнаружено не было у крыс всех возрастных периодов. Применение хитозана стимулировало краевую эпителизацию, формирование компонентов дермы, образование новых кровеносных капилляров. Нарушение структуры за счет рубцовых изменений были обнаружены лишь в некоторых гистологических препаратах кожи животных старческого возраста. Морфометрические исследования выявили уменьшение стромального отека у животных молодого и зрелого возраста с 3-х суток, а у крыс старческого возраста – с 7-го дня наблюдения. Уменьшение сосудистой реакции в виде расширенных полнокровных сосудов дермы отмечается с 7-го дня после травмы во все возрастные периоды. Рост грануляций в более ранний срок характеризуется ростом как относительной площади, так и диаметра сосудов грануляционной ткани у молодых и зрелых животных с 3-х суток наблюдения, а у крыс старческого возраста – с 7-го дня после травмы. Проведенный корреляционный анализ установил наличие обратной связи количества лейкоцитов на 1-е сутки наблюдения у животных зрелого возраста со сроками очищения и полной эпителизации раны (r = – 0,853 и r = – 0,89), при этом доля нейтрофилов имела положительную связь с процентом уменьшения площади раны 1–3-х и 4–7-х суток наблюдения (r = 0,902 и r = 0,841). Увеличение количества воспалительных клеток, обеспечивая активизацию очищения раневой поверхности, способствует более раннему началу эпителизации, но на более поздних этапах заживления задерживает полную эпителизацию раны. Установлено, что стромальный отек замедляет динамику заживления ожога, увеличивая сроки очищения, появления грануляционной ткани и эпителизации раны. Для большего по площади ожога характерна более медленная динамика заживления, однако увеличение площади эпителизации регулирует процессы грануляции и эпителизации вероятно по механизму контактного ингибирования.

The thesis is devoted to study the age-related morphologic and functional features of the burned area of the skin and application of chitosan membranes for its healing. Application of chitosan accelerated cleaning of dead tissue in the wounds of young and old animals; it occurred a day earlier than in controls. Cleaning of dead tissue in mature animals happened on 0.83 day earlier in comparison with controls. Decreasing of stromal edema began in young and mature animals at day 3, in old animals – at day 7. Granulation formation appeared in 0.67–1.0 day earlier in all experimental groups comparing with controls. Although, granulation tissue increased significantly (26.34–29.34 %) in young and mature animals at day 7. Thus, chitosan application stimulates formation of granulation tissue and structural components of the dermis, development of blood vessels and epithelization at the wound edge. Complete epithelization with formation of a thin scar took place in experimental animals at day 21. Lower efficacy of chitosan application in old animals may be explained by decreased receptivity of cells to effector influences.