Soluteknologian käyttö arpien ulkonäön parantamiseksi.

Nykyaikaiselle tieteelle on ominaista useiden toisiinsa liittyvien tieteenalojen nopea kehitys, jotka on yhdistetty yleisnimellä "bioteknologia". Tämä tieteenala, joka perustuu biologian, sytologian, molekyyligenetiikan, geenitekniikan ja transplantologian uusimpiin saavutuksiin, pyrkii hyödyntämään kasvi- ja eläinsoluissa - kaikkien elävien olentojen perusrakenneyksiköissä - olevaa valtavaa potentiaalia. "Elävä solu on valmis bioteknologinen reaktori, jossa toteutetaan paitsi lopputuotteen muodostumiseen johtavat prosessit, myös useita muita, jotka auttavat ylläpitämään järjestelmän katalyyttistä aktiivisuutta korkealla tasolla", - John Woodward, 1992. Solututkimuksen alku asetettiin vuonna 1665, kun englantilainen fyysikko R. Hooke loi ensimmäisen mikroskoopin ja löysi soluja - cellulae ("soluja") korkista. Vuonna 1829 M. Schleiden ja T. Schwann perustivat "soluteorian", joka todisti, että kaikki elävät olennot koostuvat soluista. Vuonna 1858 R. Virchow todisti, että kaikki sairaudet perustuvat solujen rakenteellisen organisaation ja aineenvaihdunnan häiriintymiseen. Hänestä tuli "solupatologian" perustaja. Perustavanlaatuisen panoksen solutieteeseen antoivat vuosina 1907–1911 R. Harrison ja A. A. Maksimov, jotka todistivat solujen viljelyn mahdollisuuden kehon ulkopuolella. Heidän työnsä osoitti, että soluviljelyä varten eläinkudokset ja kasvinosat on erotettava mekaanisesti pieniksi paloiksi. Solujen eristämiseksi kudokset leikataan terävällä veitsellä tai mikrotomilla ohuiksi, noin 0,5–1,0 mm:n paloiksi. Solujen fyysistä erottelua kutsutaan immobilisaatioksi. Eristetyt solut saadaan kasvi- tai kudospalojen entsymaattisella dispersiolla. Terävillä saksilla jauhamisen jälkeen palat käsitellään trypsiinillä tai kollagenaasilla suspension saamiseksi – yksittäisten solujen tai niiden mikroaggregaattien suspensio erityisessä väliaineessa. Alginaattigeelejä (kalsiumalginaattia) käytetään laajalti kasvisolujen immobilisointiin. On osoitettu, että immobilisoidut kasvi- ja eläinsolut säilyttävät kyvyn biosyntetisoida. Solujen biosynteesituotteet kerääntyvät soluihin, niiden ilmentyminen tapahtuu joko spontaanisti tai erityisten aineiden avulla, jotka edistävät solukalvojen läpäisevyyden lisääntymistä.

Eläinsolujen viljely on paljon monimutkaisempi prosessi kuin kasvisolujen viljely, ja se vaatii erityisiä moderneja laitteita, korkeaa teknologiaa, erilaisten elatusalustojen läsnäoloa sekä solujen elinkelpoisuuden säilyttämiseen ja niiden korkean toiminnallisen aktiivisuuden ylläpitämiseen suunniteltuja kasvutekijöitä. Todettiin, että useimmat kiinteiden kudosten, kuten munuais-, maksa- ja ihokudosten, solut ovat pintariippuvaisia, joten niitä voidaan viljellä in vitro vain ohuina levyinä tai yksikerroksisina kerroksina, jotka ovat suoraan yhteydessä substraatin pintaan. Kudosten entsymaattisella dispersiolla saatujen solujen elinikä, lisääntyminen ja toiminnallinen stabiilius riippuvat suurelta osin substraatista, jolla niitä kasvatetaan. On tunnettua, että kaikilla selkärankaisten kudoksista saaduilla soluilla on negatiivinen pintavaraus, joten positiivisesti varautuneet substraatit soveltuvat niiden immobilisointiin. Suoraan kokonaisista kudoksista saatuja eristettyjä soluja voidaan ylläpitää primaariviljelmässä immobilisoidussa tilassa säilyttäen korkea spesifisyys ja herkkyys 10–14 päivän ajan. Immobilisoiduilla, pinnalta riippuvilla soluilla on tärkeä rooli nykyajan biologiassa, erityisesti kliinisessä tutkimuksessa. Niitä käytetään tutkimaan solujen kehityssyklejä, niiden kasvun ja erilaistumisen säätelyä sekä normaalien ja kasvainsolujen välisiä toiminnallisia ja morfologisia eroja. Immobilisoituja solukerroksia käytetään biotesteissä biologisesti aktiivisten aineiden kvantitatiiviseen määrittämiseen sekä erilaisten lääkkeiden ja toksiinien vaikutuksen tutkimiseen soluihin. Kaikkien erikoisalojen lääkärit ovat osoittaneet suurta kiinnostusta soluja kohtaan terapeuttisena aineena vuosikymmenten ajan. Soluteknologiat kehittyvät tällä hetkellä nopeasti tähän suuntaan.

Kudos- ja soluterapian alku yhdistetään kuuluisan venäläisen tiedemiehen V. P. Filatovin nimeen. Hän loi vuonna 1913 kudosterapiaopin perustan tutkimalla sarveiskalvonsiirtojen tuloksia terveiltä luovuttajilta kaihipotilaille. Työskennellessään sarveiskalvonsiirtojen parissa hän havaitsi, että kylmässä 1-3 päivää -2-4 celsiusasteen lämpötilassa säilynyt sarveiskalvo juurtuu paremmin kuin tuore. Näin havaittiin solujen kyky erittää epäsuotuisissa olosuhteissa tiettyjä aineita, jotka kiihdyttävät elintärkeitä prosesseja siirretyissä kudoksissa ja regeneratiivisia prosesseja vastaanottajan kudoksissa. Kehosta irronneet kudokset ja solut ovat stressitilassa eli niiden elintärkeä toiminta hidastuu. Verenkierto niissä pysähtyy, ja siksi ravinto pysähtyy. Kudoshengitys on erittäin vaikeaa, hermotus ja trofia häiriintyvät. Uudessa laadullisessa tilassa ja uusiin olemassaolon olosuhteisiin sopeutuessaan solut tuottavat erityisiä aineita, joilla on lääkinnällisiä ominaisuuksia. Näitä proteiinittomia aineita V. P. Filatov kutsui biogeenisiksi stimulantteiksi. Hän totesi yhdessä V. V. Skorodinskajan kanssa, että eläimistä ja kasveista peräisin olevaa materiaalia voidaan vapaasti autoklaavata t120 celsiusasteessa tunnin ajan epäsuotuisissa olosuhteissa säilyttämisen jälkeen, ja ne eivät ainoastaan menettäneet aktiivisuuttaan, vaan päinvastoin, lisäsivät sitä, mikä selitettiin biologisten stimulanttien vapautumisella säilötyistä kudoksista. Lisäksi ne menettivät antigeenisiä ominaisuuksiaan, mikä vähensi merkittävästi hylkimisreaktiota. Säilötyn steriilin materiaalin lisääminen elimistöön tehtiin implantoimalla (istuttamalla) ihon alle tai uutteiden injektioina riittävin tuloksin. Havaittiin myös, että sikiökudokset sisältävät huomattavasti enemmän biologisesti aktiivisia aineita kuin aikuisten yksilöiden kudokset, ja joitakin tekijöitä esiintyy vain alkioissa. Inokuloituja sikiökudoksia ei pidä vastaanottajan elimistö vieraina, koska sytoplasmakalvoissa ei ole laji-, kudos- ja yksilöspesifisyydestä vastaavia proteiineja (päähistoyhteensopivuuskompleksin proteiineja). Tämän seurauksena eläinten sikiökudosten rokottaminen ihmiselimistöön ei laukaise immuunipuolustusmekanismeja eikä yhteensopimattomuus- ja hyljintäreaktioita. V. P. Filatov käytti laajalti ihmisen istukkaa ja ihoa lääketieteellisessä käytännössään. Hoitojaksot koostuivat 30–45 kudosuutteiden injektiosta ja 1–2 autoklaavikäsitellyn kudoksen implantaatiosta.

Aloitettuaan tutkimuksensa ihmis- ja eläinkudoksilla ja -soluilla hän siirsi yleistyksensä kasvimaailmaan. Suorittamalla kokeita elävillä kasvinosilla (aloe, banaani, agaave, punajuuret, mäkikuisma jne.) hän loi niille epäsuotuisat olosuhteet asettamalla leikatut lehdet pimeään paikkaan, koska kasvi tarvitsee valoa elintärkeisiin toimintoihinsa. Hän eristi myös biogeenisiä stimulantteja jokisuistomudasta ja turpeesta, koska muta ja turve muodostuvat mikroflooran ja mikrofaunan osallistuessa.

Kudosterapia sai uuden kehitysvaiheen 70-luvun lopulla, kun vuosikymmenten aikana kertynyt tieto ja kokemus mahdollistivat eläin- ja kasvikudosten ja -solujen käytön aivan uudella tasolla ihmisten hoidossa ja heidän aktiivisen elinikänsä pidentämisessä. Niinpä joissakin kotimaisissa ja useissa ulkomaisissa klinikoissa fysiologisessa vaihdevuosioireyhtymässä oleville naisille tai munasarjojen poiston taustalla oleville naisille alettiin tehdä kudosterapiaa istukan, hypotalamuksen, maksan, munasarjojen, kateenkorvan ja kilpirauhasen sikiökudoksilla ikääntymisprosessin, ateroskleroosin, osteoporoosin sekä immuuni-, umpieritys- ja hermostojärjestelmien toimintahäiriöiden hidastamiseksi. Yhdessä Länsi-Euroopan arvostetuimmista gerontologisista klinikoista pässien sukurauhasten sikiökudoksista saatujen uutteiden injektioita on käytetty samoihin tarkoituksiin jo useiden vuosikymmenten ajan.

Maassamme biostimuloiva hoito on myös löytänyt laajan käyttöalueen. Vielä äskettäin potilaille, joilla oli erilaisia sairauksia, määrättiin aktiivisesti istukka-, aloe vera-, kalanchoe-, maksaruoho- (biosed), FiBS-, peloiditisle-, peloidin-, turpeen- ja humisolin injektioita, jotka oli valmistettu V. P. Filatovin menetelmän mukaisesti. Tällä hetkellä on lähes mahdotonta ostaa näitä erittäin tehokkaita ja edullisia kotimaisia eläin-, kasvi- ja mineraaliperäisiä kudosvalmisteita apteekeista.

Myös erilaisten biogeenisten valmisteiden, kuten rumalonin (rusto- ja luuytimestä), aktovegiinin (vasikan verestä), solkoseryylin (naudan veriuute), sekä kotimaisten valmisteiden - lasiaisen (naudan silmän lasiaisesta), kerakolin (naudan sarveiskalvosta), spleniinin (naudan pernasta) ja epitalamiinin (epiteelin ja epifysaalin alueelta) - saamisen perustana ovat V. P. Filatovin tutkimukset. Kaikkien kudosvalmisteiden yhdistävä ominaisuus on yleinen vaikutus koko kehoon. Akateemikko V. P. Filatovin "kudosterapia" muodosti perustan useimmille nykyaikaisille kehityssuunnille ja suunneille kirurgiassa, immunologiassa, synnytys- ja naistentaudeissa, gerontologiassa, kombinaatio-, dermatologiassa ja kosmetologiassa, jotka liittyvät soluun ja sen biosynteesin tuotteisiin.

Kudossiirtojen ongelma on huolestuttanut ihmiskuntaa muinaisista ajoista lähtien. Niinpä Ebersin papyruksessa, joka on päivätty 8 000 eaa., mainitaan jo kudossiirron käyttö kehon yksittäisten alueiden virheiden korvaamiseen. Intialaisen tiedemiehen Sushrutan, joka eli 1 000 vuotta eaa., "Elämänkirjassa" on yksityiskohtainen kuvaus nenän palauttamisesta poskien ja otsan iholta.

Luovutettujen ihon tarve kasvoi suhteessa plastiikkakirurgisten ja rekonstruktiivisten leikkausten määrän kasvuun. Tässä suhteessa alettiin käyttää ruumiin ja sikiön ihoa. Oli tarve säilyttää luovuttajaresurssit ja löytää tapoja korvata ihmisiho eläinkudoksilla sekä erilaisia ihon mallinnusvaihtoehtoja. Ja juuri tähän suuntaan tiedemiehet työskentelivät vuonna 1941, kun P. Medovar osoitti ensimmäisenä keratinosyyttien kasvun perustavanlaatuisen mahdollisuuden in vitro. Seuraava tärkeä vaihe soluteknologioiden kehityksessä oli Karasek M.:n ja Charlton M.:n työ, jotka suorittivat vuonna 1971 ensimmäisen onnistuneen autologisten keratinosyyttien siirron primaariviljelmästä kaniinin haavoihin käyttäen kollageenigeeliä substraattina CC:n viljelyyn, mikä paransi solujen lisääntymistä viljelmässä. J. Rheinvvald. H. Green. kehitti teknologian suurten määrien ihmisen keratinosyyttien sarjaviljelyyn. Vuonna 1979 Green ja hänen kanssakirjoittajansa löysivät keratinosyyttisoluviljelmän terapeuttisen käytön mahdollisuudet ihon palauttamisessa laajoissa palovammoissa, minkä jälkeen tätä jatkuvasti parannettavaa tekniikkaa alkoivat käyttää kirurgit ulkomailla ja maassamme sijaitsevissa palovammojen keskuksissa.

Eläviä soluja tutkittaessa havaittiin, että solut tuottavat paitsi proteiinista riippumattomia biogeenisiä stimulaattoreita, myös useita sytokiineja, välittäjäaineita, kasvutekijöitä ja polypeptidejä, joilla on tärkeä rooli koko organismin homeostaasin säätelyssä. Havaittiin, että erilaiset solut ja kudokset sisältävät peptidibioregulaattoreita, joilla on laaja valikoima biologisia vaikutuksia ja jotka koordinoivat monisoluisten järjestelmien kehitys- ja toimintaprosesseja. Soluviljelmän käytön terapeuttisena aineena aikakausi alkoi. Maassamme fibroblastisuspension ja monikerroksisten keratinosyyttisolukerrosten siirto on omaksuttu koeputkilääketieteessä viime vuosikymmeninä. Tällainen aktiivinen kiinnostus ihosolujen siirtoon palovammapotilaille selittyy tarpeella sulkea nopeasti suuret palovammapinnat ja luovuttajien ihon puutteella. Mahdollisuus eristää soluja pienestä ihopalasta, joka kykenee peittämään haavan pinnan, joka on 1000 tai jopa 10 000 kertaa suurempi kuin luovuttajien ihon pinta-ala, on osoittautunut erittäin houkuttelevaksi ja tärkeäksi koeputkilääketieteessä ja palovammapotilaille. Keratinosyyttien kiinnittymisprosentti vaihtelee palovamma-alueen, potilaan iän ja terveydentilan mukaan 71,5 prosentista 93,6 prosenttiin. Kiinnostus keratinosyytti- ja fibroblastisiirtoihin liittyy paitsi mahdollisuuteen sulkea nopeasti ihovaurio, myös siihen, että näillä siirteillä on voimakas biologisesti aktiivinen potentiaali parantaa siirron seurauksena saatujen kudosten ulkonäköä. Uusien verisuonten muodostuminen, hypoksian lievittäminen, trofian parantuminen, kehittymättömän kudoksen nopeutunut kypsyminen – tämä on morfofunktionaalinen perusta näille positiivisille muutoksille, jotka johtuvat siirrettyjen solujen vapauttamista kasvutekijöistä ja sytokiineista. Näin ollen edistyksellisten soluteknologioiden käyttöönoton ansiosta, joissa autologisten ja allogeenisten keratinosyyttien ja fibroblastien monisoluisia kerroksia siirretään suurille haavapinnoille, combustiologit ovat pystyneet paitsi vähentämään palovammojen uhrien kuolleisuutta, joilla on korkea ihovaurioiden prosenttiosuus, myös parantamaan laadullisesti arpikudosta, jota väistämättä syntyy IIb-, IIIa- ja b-asteen palovammojen kohdalla. Palovammapotilaiden haavapintojen hoidossa saatu kokemus on antanut aihetta ajatukseen käyttää jo modifioitua Green-menetelmää dermatokirurgisessa käytännössä erilaisten iho- ja kosmeettisten patologioiden (troofiset haavaumat, vitiligo, luomet, rakkulainen epidermolyysi, tatuointien poisto, ikään liittyvät ihomuutokset ja arpien ulkonäön parantaminen) hoidossa.

Allogeenisten keratinosyyttien käytöllä kirurgiassa, kombustiologiassa ja dermatokosmetologiassa on useita etuja autologisten keratinosyyttien käyttöön verrattuna, koska solumateriaalia voidaan valmistaa etukäteen rajattomasti, säilyttää ja käyttää tarvittaessa. On myös tunnettua, että allogeenisillä keratinosyyteillä on vähentynyt antigeeninen aktiivisuus, koska in vitro -viljelyssä ne menettävät Langerhansin soluja, jotka ovat HLA-kompleksin antigeenien kantajia. Allogeenisten keratinosyyttien käyttöä tukee myös se, että ne korvautuvat autologisilla soluilla elinsiirron jälkeen useiden kirjoittajien mukaan 10 päivän - 3 kuukauden kuluessa. Tässä suhteessa monissa maissa on nykyään perustettu solupankkeja, joiden ansiosta on mahdollista saada solusiirtoja tarvittavassa määrässä ja oikeaan aikaan. Tällaisia pankkeja on Saksassa, Yhdysvalloissa ja Japanissa.

Kiinnostus soluteknologioiden käyttöön dermatokosmetologiassa johtuu siitä, että "solukoostumuksilla" on voimakas bioenergeettistä ja informaatiopotentiaalia, jonka ansiosta on mahdollista saada laadullisesti uusia hoitotuloksia. Siirrettyjen solujen erittämät autokiinit (kasvutekijät, sytokiinit, typpioksidi jne.) vaikuttavat ensisijaisesti kehon omiin fibroblasteihin lisäämällä niiden synteettistä ja proliferatiivista aktiivisuutta. Tämä seikka on erityisen houkutteleva tutkijoille, koska fibroblasti on dermiksen avainsolu, jonka toiminnallinen aktiivisuus määrää kaikkien ihokerrosten kunnon. Tiedetään myös, että polttamisen, laserin, neulan ja muiden instrumenttien aiheuttaman ihovaurion jälkeen iho täydentyy tuoreilla luuytimen, rasvakudoksen ja kapillaarien perisyyttien fibroblastien kantasoluilla, mikä edistää kehon solupoolin "nuorentamista". Ne alkavat aktiivisesti syntetisoida kollageenia, elastiinia, entsyymejä, glykosaminoglykaaneja, kasvutekijöitä ja muita biologisesti aktiivisia molekyylejä, mikä johtaa dermiksen lisääntyneeseen nesteytykseen ja verisuonittumiseen parantaen sen lujuutta.