ivmМеждународный вестник ветеринарииInternational Journal of Veterinary Medicine2072-2419SpbGUVM Publishing House10.52419/issn2072-2419.2022.1.27ivm-811Research ArticleИНФЕКЦИОННЫЕ БОЛЕЗНИINFECTIOUS DISEASESЭкспериментальное исследование биосовместимости импланта на основе бактериальной целлюлозы. Т.Е. Миронова, В.Ю. Коптев, В.Н. АфонюшкинExperimental study of the biocompatibility of the implant based on bacterial celluloseМироноваТ. Е.MironovaT. E.

 м.н.с., аспирант 

 junior scientist, postgraduate 

КоптевВ. Ю.KoptevV. Yu.

 к.в.н., ст. науч. сотр. 

 senior scientist 

АфонюшкинВ. Н.AfonyushkinV. N.

 к.б.н., зав. сектором 

 Ph.D. of vet. sciences Ph.D. of biol. sciences 

БехтольдА. А.BeghtoldA. A.Институт экспериментальной ветеринарии Сибири и Дальнего Востока СФНЦА РАН; ФГБОУ ВО Новосибирский ГАУРоссияSiberian Federal Scientific Centre of Agro-BioTechnologies of the Russian Academy of Sciences; Federal State Educational Institution of Higher Education «Novosibirsk State Agrarian University»Russian FederationИнститут экспериментальной ветеринарии Сибири и Дальнего Востока СФНЦА РАНРоссияSiberian Federal Scientific Centre of Agro-BioTechnologies of the Russian Academy of SciencesRussian FederationИнститут экспериментальной ветеринарии Сибири и Дальнего Востока СФНЦА РАН; ФГБОУ ВО Новосибирский ГАУ; Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАНРоссияSiberian Federal Scientific Centre of Agro-BioTechnologies of the Russian Academy of Sciences; Federal State Educational Institution of Higher Education «Novosibirsk State Agrarian University»; Institute of Chemical Biology and Fundamental Medicine, Siberian Division of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202226042022012731Copyright © Миронова Т.Е., Коптев В.Ю., Афонюшкин В.Н., Бехтольд А.А., 20222022Миронова Т.Е., Коптев В.Ю., Афонюшкин В.Н., Бехтольд А.А.Mironova T.E., Koptev V.Y., Afonyushkin V.N., Beghtold A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vetjournal.spbguvm.ru/jour/article/view/811

Настоящая работа посвящена экспериментальному исследованию реакции тканей организма на имплант на основе бактериальной целлюлозы, синтезированной штаммом бактерий Gluconacetobacter xylinus. Также изучено влияние внутренней среды организма на характеристики имплантируемого материала для определения перспектив его использования в ветеринарии.В настоящее время не теряет актуальности вопрос создания новых имплантируемых на длительный срок материалов, либо усовершенствования существующих. На основании этого можно сделать вывод о наличии недостатков у разработанных ранее материалов. К имплантируемым материалам предъявляются определенные требования, такие как эластичность, прочность, пористость, нетоксичность и другие. Наиболее важным свойством таких материалов можно назвать биосовместимость, также устойчивость к воздействиям биологической среды.Данное исследование направлено на установление возможности использования в качестве имплантируемого материала бактериальной целлюлозы (БЦ), сочетающей в себе все необходимые свойства, предъявляемые к имплантам. Исследование реакции тканей организма на имплант проводили на лабораторных крысах линии Вистар. Имплантируемый материал помещали на наружный слой мышц брюшной стенки лабораторных животных, после чего на 14-е, 30-е и 90-е сутки проводили визуальный осмотр состояния целлюлозы и близлежащих тканей, осуществляли отбор тканей для гистологического исследования.Результаты эксперимента свидетельствуют о том, что имплант на основе бактериальной целлюлозы не вызывает негативных реакций со стороны близлежащих тканей, не разрушается в течение периода наблюдения и надежно фиксируется на мышечном слое капсулой из коллагеновых волокон.

This work is devoted to an experimental study of the reaction of body tissues to an implant based on bacterial cellulose synthesized by the bacterial strain Gluconacetobacter xylinus. The influence of the internal environment of the body on the characteristics of the implanted material was also studied to determine the prospects for its use in veterinary medicine.Currently, the issue of creating new implantable materials for a long time, or improving existing ones, does not lose its relevance. Based on this, it can be concluded that there are shortcomings in the previously developed materials. Certain requirements are imposed on implantable materials, such as elasticity, strength, porosity, non-toxicity, and others. The most important property of such materials can be called biocompatibility, as well as resistance to the effects of the biological environment.This study is aimed at establishing the possibility of using bacterial cellulose (BC) as an implantable material, which combines all the necessary properties for implants. The study of the reaction of body tissues to the implant was carried out on laboratory rats of the Wistar line. The implanted material was placed on the outer layer of the muscles of the abdominal wall of laboratory animals, after which, on the 14th, 30th and 90th days, a visual examination of the state of cellulose and nearby tissues was carried out, and tissues were selected for histological examination.The experimental results indicate that the implant based on bacterial cellulose does not cause negative reactions from nearby tissues, does not collapse during the observation period, and is reliably fixed on the muscle layer by a capsule of collagen fibers.

биосовместимостьбактериальная целлюлозаимплантбиополимерлабораторные животныеbiocompatibilitybacterial celluloseimplantbiopolymerlaboratory animalsReferencesГладышева Е. К. Биосинтез бактериальной целлюлозы на ферментативном гидролизе технической целлюлозы из плодовых оболочек овса/ Е. К. Гладышева, Е. А. Скиба // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология том. – 2017. Т.-7, №8. С. 140-146.Гладышева Е. К. Биосинтез бактериальной целлюлозы на ферментативном гидролизе технической целлюлозы из плодовых оболочек овса/ Е. К. Гладышева, Е. А. Скиба // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология том. – 2017. Т.-7, №8. С. 140-146.Громовых Т. И., Садыкова В.С., Луценко С.В., Дмитренок А.С., Фельдман Н.Б., Данильчук Т.Н., Каширин В.В. // Прикладная биохимия и микробиология. 2017. Т. 53. № 1. С. 69–75.Громовых Т. И., Садыкова В.С., Луценко С.В., Дмитренок А.С., Фельдман Н.Б., Данильчук Т.Н., Каширин В.В. // Прикладная биохимия и микробиология. 2017. Т. 53. № 1. С. 69–75.Коверзанова Е. В. Оценка биосовместимости полимерных материалов для создания новых эмболизирующих носителей/Е.В. Коверзанова, С.В. Усачев, К.З. Гумаргалиева и др. // Диагностическая и интервенционная радиология. – 2012. – №1. С 97-102.Коверзанова Е. В. Оценка биосовместимости полимерных материалов для создания новых эмболизирующих носителей/Е.В. Коверзанова, С.В. Усачев, К.З. Гумаргалиева и др. // Диагностическая и интервенционная радиология. – 2012. – №1. С 97-102.Фетисов Г.П. Комплексное обеспечение биосовместимости материалов/ Г.П. Фетисов, Ю.П.Гончарова, М.И. Монахова//Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 10: Инновационная деятельность. – 2011. – №5. С 125-133.Фетисов Г.П. Комплексное обеспечение биосовместимости материалов/ Г.П. Фетисов, Ю.П.Гончарова, М.И. Монахова//Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 10: Инновационная деятельность. – 2011. – №5. С 125-133.Azuma, C.; Yasuda, K.; Tanabe, Y.; Taniguro, H.; Kanaya, F.; Nakayama, A.; Chen, Y.M.; Gong, J.P.; Osada, Y. Biodegradation of high-toughness double network hydrogels as potential materials for artificial cartilage. J. Biomed. Mater. Res. Part A 2007, 81, 373–380.Azuma, C.; Yasuda, K.; Tanabe, Y.; Taniguro, H.; Kanaya, F.; Nakayama, A.; Chen, Y.M.; Gong, J.P.; Osada, Y. Biodegradation of high-toughness double network hydrogels as potential materials for artificial cartilage. J. Biomed. Mater. Res. Part A 2007, 81, 373–380.Czaja, W., Krystynowicz, A., Bielecki, S., & Brownjr, R. (2006). Microbial cellulose—the natural power to heal wounds. Biomaterials, 27(2), 145–151. doi:10.1016/j.biomaterials.2005.07.035.Czaja, W., Krystynowicz, A., Bielecki, S., & Brownjr, R. (2006). Microbial cellulose—the natural power to heal wounds. Biomaterials, 27(2), 145–151. doi:10.1016/j.biomaterials.2005.07.035.Gorgieva, S.; Hribernik, S. Microstructured and Degradable Bacterial Cellulose–Gelatin Composite Membranes: Mineralization Aspects and Biomedical Relevance. Nanomaterials 2019, 9, 303.Gorgieva, S.; Hribernik, S. Microstructured and Degradable Bacterial Cellulose–Gelatin Composite Membranes: Mineralization Aspects and Biomedical Relevance. Nanomaterials 2019, 9, 303.Klemm, D.; Schumann, D.; Udhardt, U.; Marsch, S. /Bacterial synthesized cellulose — artificial blood vessels for microsurgery // Progress in Polymer Science. – 2001. P. 1561–1603. doi:10.1016/S0079-6700(01)00021-1.Klemm, D.; Schumann, D.; Udhardt, U.; Marsch, S. /Bacterial synthesized cellulose — artificial blood vessels for microsurgery // Progress in Polymer Science. – 2001. P. 1561–1603. doi:10.1016/S0079-6700(01)00021-1.Petersen, N.; Gatenholm, P. Bacterial cellulose-based materials and medical devices: Current state and perspectives. Appl. Microbiol. Biotechnol.2011, 91, 1277–1286.Petersen, N.; Gatenholm, P. Bacterial cellulose-based materials and medical devices: Current state and perspectives. Appl. Microbiol. Biotechnol.2011, 91, 1277–1286.Pigaleva M.A., Bulat M. V., Gromovykh T.I., Gavryushina I.A., Lutsenko S. V., Gallyamov M.O., Novikov I.V., Buyanovskaya A.G., Kiselyova O.I. // J. Supercrit. Fluids. 2019. V. 147. P. 59–69.Pigaleva M.A., Bulat M. V., Gromovykh T.I., Gavryushina I.A., Lutsenko S. V., Gallyamov M.O., Novikov I.V., Buyanovskaya A.G., Kiselyova O.I. // J. Supercrit. Fluids. 2019. V. 147. P. 59–69.Torres, F., Commeaux, S., & Troncoso, O. (2012). Biocompatibility of Bacterial Cellulose Based Biomaterials. Journal of Functional Biomaterials, 3 (4), 864–878. doi:10.3390/jfb3040864.Torres, F., Commeaux, S., & Troncoso, O. (2012). Biocompatibility of Bacterial Cellulose Based Biomaterials. Journal of Functional Biomaterials, 3 (4), 864–878. doi:10.3390/jfb3040864.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.