СПОСОБ IN VIVO ОПРЕДЕЛЕНИЯ БИОСОВМЕСТИМОСТИ СКАФФОЛДОВ ДЛЯ НЕЙРОТРАНСПЛАНТАЦИИ Российский патент 2024 года по МПК A61B6/00 

Предлагаемое изобретение относится к области физиологии, нейробиологии и медицины (нейрохирургия, регенеративная медицина), и касается нового способа in vivo определения биосовместимости скаффолдов для нейротрансплантации, а в дальнейшем и нейрорегенерации, который может быть использован для оценки биосовместимости и безопасности применения скаффолдов для нейротрансплантации.

В настоящее время внимание к исследованиям черепно-мозговой травмы (ЧМТ), как одной из важнейших медицинских и социально-экономических проблем, усилено. Помимо механического повреждения ткани головного мозга, последствия перенесенной ЧМТ опосредовано запуском патологических молекулярно-клеточных каскадов реакций, влекущие к потере функциональности нейрон-глиальных сетей и последующей гибели нервных клеток.

Патогенез ЧМТ сопровождается развитием острого неврологического дефицита, грубыми нарушениями местических и когнитивных функций, развитием эпилепсии, психических заболеваний, активацией нейродегенеративных процессов, что повышает риск развития тяжелой инвалидизации пациента (Galgano et al. Traumatic Brain Injury: Current Treatment Strategies and Future Endeavors. 2017. Cell Transplant, Witcher et al. Traumatic Brain Injury Causes Chronic Cortical Inflammation and Neuronal Dysfunction Mediated by Microglia. 2021. J Neurosci.).

Несмотря на активное проведение исследований и разработок в области создания эффективных способов морфологической и функциональной реконструкции ткани головного мозга после травматического повреждения, в настоящее время оптимального подхода не найдено и полное восстановление после травмы остается труднодостижимой задачей.

В рамках данной проблематики, наиболее перспективным подходом является применение биоинженерных конструкций (скаффолдов), представляющих собой биоактивные матриксы для нейротрансплантации, которые могут содержать в своём составе различные биологические соединения, ускоряющие процессы репарации нервной ткани. Кроме того, применение скаффолдов позволяет поддержать анатомическую структуру зоны повреждения с последующим постепенным замещением собственной нервной тканью при его биодеградации.

Для успешного приживления трансплантата и дальнейшего формирования анатомически и функционально полноценных нейрон-глиальных сетей, скаффолды должны обладать рядом свойств, среди которых ключевыми являются биосовместимость, отсутствие цитотоксичности, контролируемая скорость биодеградации, определенная архитектоника для оптимального поддержания метаболизма и выживаемости нервных клеток (Peng et al. Bioresorbable Scaffolds: Contemporary Status and Future Directions. 2020. Front Cardiovasc Med, Chung et al. Toward Biomimetic Scaffolds for Tissue Engineering: 3D Printing Techniques in Regenerative Medicine. 2020. Front. Bioeng. Biotechnol.).

Биосовместимость – наиболее критичный параметр, предъявляемый к скаффолдам для нейротрансплантации. Предварительное комплексное тестирование in vitro и in vivo разрабатываемых конструктов на наличие/отсутствие цитотоксического воздействия на нервные клетки позволит оценить риски отторжения трансплантата и развития патологических реакций, а, следовательно, эффективность их применения для пациента с ЧМТ.

Известен патент «Носитель для трансплантируемых клеток для замещения дефекта, полученного при черепно-мозговой травме» (RU №2659842 C2, кл. A61B17/00, A61K31/722, A61K31/728, опубл. Дата приоритета: 27.12.2016 г.). Метод определения биосовместимости скаффолда для нейротрансплантации посредством проведения когнитивного тестирования мышей и анализа МР-томограмм на протяжении 5 месяцев Однако данный метод не включает проведение гистологических исследований, которые позволяют проанализировать морфологические особенности нервной ткани в области имплантации.

Известен патент на изобретение (RU № 2723738 C1, кл. A61F2/02, A61P25/00, A61P41/00, дата приоритета: 12.02.2020 г.) способ получения искусственной твердой мозговой оболочки, биосовместимость которой определяют с помощью иммуногистологического исследования и МР-томограмм Однако данный метод не предназначен для заместительной терапии более глубоких слоев мозга, повреждения которых происходит при ЧМТ.

Известен патент на изобретение «БИОСОВМЕСТИМЫЙ БИОРАЗЛАГАЕМЫЙ СКАФФОЛД НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИТА, СОДЕРЖАЩЕГО НАНОЧАСТИЦЫ ГИДРОКСИАПАТИТА» (RU №2756551 C2, дата приоритета: 30.12.2019 г.) способ оценки цитотоксичности скаффолдов сополимеров из полимолочной и полигликолевой кислот, вносимых внутрибрюшинно крысам. Данный способ включает оценку весовых характеристик животного и post mortem морфологический анализ состояния тканей грудной и брюшной полости. Период наблюдения за животными составляет 14 дней Данный метод не включает комплекс поведенческих тестов, оценивающих психофизиологическое состояние животного, его мнестические и когнитивные способности.

Известен патент (RU 2571232 C1, «СПОСОБ ОЦЕНКИ БИОСОВМЕСТИМОСТИ СКАФФОЛДОВ», G09B23/28, A61B8/06, дата приоритета 16.12.2014 г., патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное учреждение "Саратовский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "СарНИИТО" Минздрава России) (RU)), представляющий собой способ оценки биосовместимости скаффолдов с подкожным введением матрикса в межлопаточную область крысы и дальнейшего изучения сдвигов амплитуды перфузии нейрогенных и миогенных колебаний кровотока на 7, 14 и 21 сутки после имплантации, также известен патент (RU 2714461 C1, «СПОСОБ ОЦЕНКИ БИОСОВМЕСТИМОСТИ СКАФФОЛДОВ» G09B23/28, дата приоритета 13.05.2019 г., патентообладатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России) (RU), в котором описан способ оценки биосовместимости скаффолдов посредством подкожной имплантации крысам и последующей оценкой в сыворотке крови концентрации фактора роста эндотелия сосудов-А (VEGF) и синдекана-1 через 7 суток после имплантации.

Несмотря на то, что данные методы позволяют определить степень биосовместимости скаффолдов in vivo, они не дают всецелого комплексного представления о токсическом воздействии имплантов на ткани головного мозга и физиологическом состоянии животных после перенесенной ЧМТ и имплантации конструктов в динамике.

Техническим результатом заявленного изобретения является наиболее точный и информативный способ оценки рисков развития патологических реакций, которые могут привести к отторжению трансплантируемого материала нервной тканью, предлагаемое изобретение представляет собой способ in vivo определения биосовместимости скаффолдов для нейротрансплантации.

Технический результат достигается тем, что способ in vivo определения биосовместимости скаффолдов для нейротрансплантации включает формирование черепно-мозговой травмы, дальнейшее удаление поврежденных участков и трансплантацию скаффолда в очаг воспаления, определение неврологического статуса животных, прижизненную визуализацию динамики морфологических изменений тканей головного мозга в области имплантации с применением магнитно-резонансной томографии (МРТ), оценку общей двигательной и ориентировочно-исследовательской активности животного, оценку кратковременной и долговременной памяти в посттравматическом периоде, оценку морфометрических показателей гистологического исследования ткани головного мозга в зоне имплантации. На основании регистрируемых параметров определяется биосовместимость скаффолдов для нейротрансплантации.

На фиг. 1 представлены параметры динамики неврологического статуса мышей в динамике после черепно-мозговой травмы с последующей имплантацией скаффолда. * - различия достоверны относительно группы «Интактные», # - различия достоверны относительно контрольной группы «ЧМТ», р <0,05, критерий Манна-Уитни.

На фиг. 2 представлены параметры обучения и сохранения памятного следа у мышей в тесте «Условный рефлекс пассивного избегания» после ЧМТ с последующей имплантацией скаффолда. * - различия достоверны относительно группы «Интактные», р <0,05, критерий Манна-Уитни.

На фиг. 3 представлены параметры оценки неврологического статуса мышей после черепно-мозговой травмы с последующей трансплантацией каркаса. * - различия достоверны относительно группы «Интактные», р <0,05, критерий Манна-Уитни.

На фиг. 4 параметры оценки условного рефлекса пассивного избегания мышей после ЧМТ с последующей трансплантацией каркаса. * - различия достоверны относительно группы «Интактные», р <0,05, критерий Манна-Уитни.

На фиг. 5 представлены весовые характеристики мышей после моделируемой ЧМТ с последующей имплантацией скаффолда. Статистический анализ проводился с применением T-критерия Вилкоксона, p≤0,05.

На фиг. 6 представлены характерные микрофотографии гистологических образцов коры больших полушарий мышей на 21-е сутки после ЧМТ и имплантации скаффолда. Окраска гематоксилин-эозин. Масштабная линейка – 20 мкм.

Предлагаемый способ in vivo определения биосовместимости скаффолдов для нейротрансплантации осуществляют следующим образом.

Способ оценки биосовместимости скаффолдов основан на формировании черепно-мозговой травмы, дальнейшем удалении поврежденных участков и трансплантации скаффолда в область повреждения, и последующим анализом следующих показателей:

- параметры неврологического статуса животных в посттравмтическом периоде после имплантации скаффолдов согласно бальной системе шкалы неврологического дефицита, где от 1 до 5 баллов – это легкое повреждение ЦНС, от 6 до 9 баллов - умеренное повреждение ЦНС, до 20 баллов – выраженное повреждение ЦНС;

- параметры общей двигательной и ориентировочно-исследовательской активности животных в посттравматическом периоде после имплантации скаффолдов – параметры тестирования животных в тесте «Открытое поле» (горизонтальная активность (количество пересеченных квадратов (центр/периферия), вертикальная активность (количество вертикальных стоек), количество актов грумминга, уринации и дефекации);

- параметры оценки обучаемости животных и способности к формированию кратковременной и долговременной памяти у животных в посттравмтическом периоде после имплантации скаффолдов – оценка эффективности прохождения теста «Условный рефлекс пассивного избегания (УРПИ)» и/или теста «водный лабиринт Морриса»;

- параметры объема очага воспаления и диффузной активности в области травмы согласно МР-томограммам головного мозга животных в посттравмтическом периоде после имплантации скаффолдов с учетом диффузной активности;

- морфологические изменения ткани головного мозга в области имплантации скаффолдов при гистологическом исследовании - наличие/отсутствие конгломератов клеток на поверхности скаффолдов, наличие/отсутствие новых клеток и нейрональных связей, наличие/отсутствие участков поражения (некроз, цитотоксический/вазогенный отек);

- весовые характеристики животных в посттравмтическом периоде после имплантации скаффолдов.

Показания биосовметимости скаффолдов с клетками нервной системы выражаются:

- положительная динамика снижения неврологического дефицита (показатели неврологического дефицита должны быть статистически достоверно ниже относительно показателей контрольной группы (травма без имплантации конструкта);

- сохранение общей двигательной и ориентировочно-исследовательской активности животных в посттравматическом периоде;

- сохранение способностей у животных к обучению и запоминанию информации. Обучение животного в тесте «УРПИ» происходит в течение 180 с, а при повторном тестировании считается, что животное смогло пройти обучение, если оно не перешло в темный отсек за 150 и более секунд. При отсроченном тестировании в водном лабиринте Морриса у животных должна преобладать прямая и активная тактика поиска цели. Время нахождения в секторе платформы должно составлять не менее 20 с.

- снижение очага воспаления и диффузной активности при визуализации МР-томограмм мозга животных относительно контроля в среднем в 1.2 раза;

- морфологические параметры клеток ткани головного мозга мышей с трансплантатом должны быть схожи по размерам и расположению ядра с тканью животных без ЧМТ. Появление конгломератов новых клеток (не менее 2-3) как рядом со скаффолдом, так и на его поверхности.

Скаффолды считаются биосовместимыми при одновременном выполнении вышеперечисленных условий.

Для экспериментального обоснования данного способа были изучены образцы скаффолдов для нейротрансплантации.

Для исследования биосовместимости скаффолдов in vivo моделируется открытая черепно-мозговая травма (ЧМТ) по методике «weight drop» с модификациями (M. T. A. Novozhilova M.O., Savelyev A.G., Sochilina A.V., Khaydukov E.V., Vedunova M.V. Opera medica et physiologyca, 2020, 7, 22-34; M. A. Flierl, P. F. Stahel, K. M. Beauchamp, S. J. Morgan, W. R. Smith and E. Shohami, Nat Protoc, 2009, 4, 1328-1337). В тестировании используются половозрелые самцы мышей C57BL/6 массой до 30 гр. Перед моделированием ЧМТ животное вводится в состояние хирургического наркоза с применением препаратов Золетил 100 (70 мг/кг, внутрибрюшинно, Virbac Sante Animale, Франция) и Ксиланит (0,02 мг/кг, внутримышечно, НИТА-ФАРМ, Россия). Далее с головы животного удаляется шерсть, хирургически раздвигаются мягкие ткани, на поверхности черепа удаляется надкостница. В правой теменной области (латеральнее от сагиттального шва на 2 мм и кзади от коронарного шва на 2 мм) формируют трепанационное окно размером 1 х 2 мм, твердая мозговая оболочка оставляют не поврежденной. Через пластиковую трубку стойку диаметром 80 см наносят фокальный удар грузом массой 4 г по заданной области головы. Затем рану зашивают и обрабатывают антисептическим раствором. После выхода из наркоза животных возвращают в клетку с послеоперационным уходом и неограниченным доступом к пище и воде.

Через 7 дней после моделирования ЧМТ осуществляется имплантация скаффолдов в область повреждения. Животных вводят в состояние хирургического наркоза, проводится подготовка операционного поля. Поврежденную ткань головного мозга хирургически удаляют, в подготовленную область помещают скаффолд. Размер трансплантата должен быть максимально приближен к объему травмы. После имплантации рану зашивают и обрабатывают антисептическим раствором, после чего животных возвращают в клетки с послеоперационным уходом и неограниченным доступом к пище и воде.

На 7, 14, 21 сутки и через 1,5 месяца после имплантации проводят оценку функционального состояния ЦНС животного с помощью шкалы оценки выраженности неврологического дефицита с модификациями для мышей (L. Beni-Adani, I. Gozes, Y. Cohen, Y. Assaf, R. A. Steingart, D. E. Brenneman, O. Eizenberg, V. Trembolver and E. Shohami, J Pharmacol Exp Ther, 2001, 296, 57-63). Шкала включает несколько тестов двигательной активности, координации движений, рефлексов, мышечного тонуса, птоза и экзофтальма. Каждый тест оценивается по 2 балла за отсутствие реакции, 0 за хорошую / нормальную реакцию и 1 за некоторые нарушения. Значения суммируются и интерпретируются согласно шкале: тяжелое повреждение ЦНС (10─20 баллов), умеренное повреждение (6─9 баллов), легкое повреждение (1─5 баллов).

На 21 сутки после имплантации скаффолда проводится оценка двигательной и ориентировочно-исследовательской активности. Животных помещают в установку Open Field Box (LE800S; Panlab Harvard Apparatus, Испания). С помощью камеры Sony SSC-G118 (Япония) в течение 5 минут проводят регистрацию следующих поведенческих реакций: вертикальная двигательная активность (количество вертикальных поз), эмоциональное состояние (количество действий грумминга, дефекация и мочеиспускание) и время, проведенное в центре арены.

Тест «Условный рефлекс пассивного избегания» (УРПИ) оценивает быстроту выработки рефлекса, и, соответственно, формирования долговременной памяти. Мышь помещается в освещенный отсек камеры спиной к темному (стартовое положение). Под влиянием исследовательского поведения и врожденного предпочтения темных участков пространства (фотофобии) грызуны, как правило, достаточно быстро заходят в темный отсек (латентное время перехода фиксируется). После перехода в темный отсек камеры осуществляется подача электрического тока (0,3-0,6 мА) в течение 5 сек, после чего мышь возвращают в жилую клетку. Продолжительность первого обучающего тестирования составляет 180 сек. Для оценки сохранности памятного следа, через 24 часа проводится повторное тестирование. Считается, что, если животное не переходит в темный отсек камеры в течение 180 сек, памятный след полностью сохранен.

Тест водного лабиринта Морриса проводится в круглом бассейне (диаметром 90 см), наполненном мутной теплой водой. Подвижная платформа (диаметром 10 см) размещается в определенном месте бассейна на 1─2 см ниже поверхности воды. Обучение проводится в течение 5 дней. Каждый сеанс состоит из трех попыток длительностью 60 с. Опуская животное в бассейн с разных сторон, мышь обучают находить платформу по внешнему визуальныму ориентиру. Если животное до конца времени не находит платформу, то его ставят на платформу принудительно. Сохранение долговременной памяти оценивают посредством тестирования мышей в бассейне без платформы в течение 1 мин. Учитывается время пребывания в секторе бассейна, где ранее располагалась платформа, а также стратегия поиска цели (прямая, активная, хаотическая, отрицательная попытка (платформа не найдена)) (G. B. Fox, L. Fan, R. A. Levasseur and A. I. Faden, J Neurotrauma, 1998, 15, 599-614).

Оценку динамики изменений тканей головного мозга в области имплантации скаффолда проводится с помощью метода магнитно-резонансной томографии (МРТ) на высокопольном магнитно-резонансном томографе Agilent Technologies DD2-400 9,4 Тл (400 МГц) с объемной катушкой М2М (Н1). Оценка проводится на 7, 14, 21 сутки и через 1,5 месяца после имплантации. Животных держат под общим наркозом в фиксированном положении внутри магнитного туннеля в течение 40 мин. Для получения и обработки данных используется программа VnmrJ. T1- и T2-томограммы послойных фронтальных срезов головного мозга, взвешенные по плотности протонов, выполненных с использованием последовательности импульсов мультиградиентного эхо-сигнала (MGEMS) со следующими параметрами: TR = 1000 мс, TE = 1,49 мс, 6 эхо-сигналов, FOV 20 x 20 мм, матрица 256 x 256, толщина среза 1 мм, 15 срезов, время сканирования 17 мин и 4 с. Для получения диффузно-взвешенных изображений используют последовательность импульсов мультисрезов спинового эха (SEMS + диффузия) со следующими параметрами: TR = 1200 мс, TE = 2 мс, FOV 20x20 мм, матрица 256x256, толщина среза 1 мм, количество срезов 15, время сканирования 18 мин.

Гистологические исследования проводят на 7, 14 и 21 сутки и через 1,5 месяца после имплантации скаффолда. Мозг выделяют и фиксируют в 10% растворе формалина при комнатной температуре в течение 2 дней, а затем помещают в 15% раствор сахарозы (24─48 часов), а затем в 30% раствор сахарозы (24─48 часов). Затем образцы переносят в замораживающий скользящий криостат Leica CM1520 (Leica, Германия) и постепенно заполняют криогелем (Leica, Германия). Мозг разрезают на срезы толщиной 15 мкм, которые помещают на предметные стекла и сушат на воздухе в течение 24 часов. Срезы подвергают окрашиванию стандартным гематоксилин-эозиновым методом (PanReac AppliChem, Германия) (Aslani F, Kargar H, Safaei A, Jowkar F, Hosseini M, Sepaskhah M. Comparison of immunostaining with hematoxylin-eozin and special stains in the diagnosis of cutaneous macular amyloidosis. The Cureus Journal of Medical Science. 2020; 12(4): e7606). Затем срезы обезвоживают в спиртовых растворах возрастающей концентрации, очищают в ксилоле и заливают в монтажную среду (Thermo Fisher Scientific, США). Образцы исследуют с помощью светового микроскопа Zeiss Primo Star (Zeiss, Германия) со встроенной камерой Axio CamMRc (Zeiss, Германия).

При анализе поведенческих реакций мышей в тесте «Открытое поле» установлено, что мыши с имплантацией скаффолдов на 21-е сутки постоперационного периода проявляли горизонтальную двигательную активность на уровне показателей интактной группы. Достоверных различий по количеству актов грумминга, уринации и дефекации не обнаружено. Тем не менее, отмечается снижение количества вертикальных стоек, что предполагает возможность развития эмоционального стресса у животного (Табл. 1).

Таблица 1. Показатели поведенческих реакций мышей в тесте

«Открытое поле» на 21-е сутки после имплантации скаффолдов

Тест/Группа Интактная ЧМТ ЧМТ+Скаффолд Горизонтальная активность: количество пересеченных квадратов на периферии арены 95±7 84±6 97±8 # Горизонтальная активность: количество пересеченных квадратов в центре арены 23±3 15±2 24±4 # Вертикальная активность: количество вертикальных стоек 11±2 8±2 6±1*

Примечание: * - различия достоверны относительно группы «Интактная», # - различия достоверны относительно группы «ЧМТ», р <0,05, критерий Манна-Уитни

Результаты отсроченного тестирования в водном лабиринте Морриса показали снижение способности к обучению, а также грубые нарушения долговременной памяти у животных с имплантацией скаффолда. Мыши проводили наименьшее количество времени в секторе бассейна, где ранее располагалась платформа. В 90% случаев установлена отрицательная попытка поиска цели (Табл. 2).

Таблица 2. Показатели поведенческих реакций мышей в тесте

«Водный лабиринт Морриса» на 21-е сутки после имплантации скаффолдов

Тест/Группа Интактная ЧМТ ЧМТ+Скаффолд Время нахождения в секторе платформы, с 32 ± 2 16 ± 0.8* 14 ± 0.7* Тактика поиска платформы 90% - Прямой поиск
10% - Активный поиск 50% - Отрицательный поиск
40% - Активный поиск
10% - Хаотичный поиск 90% - Отрицательный поиск
10% - Хаотичный поиск

Тем не менее, по результатам теста “УРПИ”, животные с имплантацией скаффолда демонстрировали высокий уровень сохранения кратковременной памяти (Фиг.4).

Оценка МР-томограмм на 21 сутки после трансплантации позволила установить формирования тесных контактов нервной ткани со скаффолдом. При дальнейшем наблюдении отмечается продвижение конструкта вглубь нервной ткани. Через 1,5 месяца МР-снимки с диффузией продемонстрировали слабый приток жидкости к месту трансплантации, объем очага отека достоверно снизился относительно контрольной группы «ЧМТ» (Табл. 3).

Таблица 3. Измерение объема очага воспаления (мм³)

согласно МР-томограммам

Длительность эксперимента/Группа ЧМТ ЧМТ+Скаффолд 7 сутки 56±1 45±1 21 сутки 55±2 38±3* 1,5 месяца 72±1 47±3*

Примечание: * - различия достоверны относительно группы «ЧМТ», р <0,05, критерий Манна-Уитни

Проведенный гистологический анализ отмечает слабую положительную динамику регенеративных процессов через 14 дней после имплантации скаффолда. Сохраняется вазогенный отек ткани, в 10-ти полях зрения прослеживаются участки разрыва ткани и кровоизлияний. Обнаружена очаговая легкая лимфоидная инфильтрация на краю места повреждения. Однако на 21 сутки наблюдается появление регенеративных областей – 2-3 небольших клеточных конгломерата новых клеток в 10 полях зрения. Клетки, располагающиеся в области трансплантации или на поверхности скаффолда, имели схожую морфологию с интактной группой – крупное, центрально расположенное ядро, длинные разветвленные отростки, зачастую направленные в сторону матрикса. Через 1,5 месяца после имплантации структура ткани вокруг трансплантата характеризовалась сильной адгезией клеток. В 10-ти полях зрения прослеживаются множественные скопления микроглии и клеток крови. Скаффолды претерпевали структурные изменения и теряли свои механические свойства. Остаточные фрагменты конструкта располагались отдельно от нервной ткани (Фиг. 6).

На основе полученных результатов можно сделать заключение, что материал тестируемого скаффолда имеет хорошие адгезивные свойства и высокую биосовместимость с клетками нервной системы. Имплантация скаффолдов после смоделированной ЧМТ способствовала снижению риска развития тяжелого неврологического дефицита и не оказывала значимого влияния на двигательную активность и эмоциональный статус животных. Тем не менее, мыши с имплантатом имели сниженные способности к обучению и выраженные признаки нарушения долговременной памяти. Данные МРТ и гистологические исследования выявили формирование активных контактов нервной ткани со скаффолдом, образование спаек между участками разрастания нервной ткани, снижение объема отека и участки активных процессов регенерации. Разработанный образец скаффолда может быть рекомендован к проведению дальнейших исследований для создания пациент-ориентированных конструктов в случае подбора оптимальной скорости биодеградации для достижения полного замещения скаффолда естественной нервной тканью.

Таким образом, предлагается эффективный способ первичной in vivo оценки биосовместимости скаффолдов, предназначенных для нейротрансплантации.

Изобретение относится к области медицины, а именно к физиологии, нейробиологии, и может быть использовано для определения биосовместимости скаффолдов для нейротрансплантации. Формируют у животного черепно-мозговую травму, удаляют поврежденный участок и имплантируют скаффолд в область повреждения. Осуществляют определение неврологического статуса животных, прижизненную визуализацию динамики морфологических изменений тканей головного мозга в области имплантации, оценку общей двигательной и ориентировочно-исследовательской активности животного при помощи теста Открытое поле, оценку кратковременной и/или долговременной памяти в посттравматическом периоде тестом Условный рефлекс пассивного избегания и тестом Водный лабиринт Морриса, оценку морфометрических показателей гистологического исследования ткани головного мозга в зоне имплантации. Биосовместимость скаффолда определяется при исследовании неврологического дефицита животного не менее чем 2 месяца после имплантации. Положительный результат биосовместимости достигается при одновременном выполнении нескольких условий: сохранение общей двигательной и ориентировочно-исследовательской активности животных в посттравматическом периоде; сохранение способностей у животных к обучению и запоминанию информации; снижение очага воспаления мозга животных относительно контроля в 1,2 раза. Способ обеспечивает оценку рисков развития патологических реакций, которые могут привести к отторжению трансплантируемого материала нервной тканью, за счет заявленных условий. 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 3 табл.

1. Способ определения биосовместимости скаффолдов для нейротрансплантации, включающий в себя формирование черепно-мозговой травмы, дальнейшее удаление поврежденных участков и имплантацию скаффолда в область повреждения, определение неврологического статуса животных, прижизненную визуализацию динамики морфологических изменений тканей головного мозга в области имплантации, оценку общей двигательной и ориентировочно-исследовательской активности животного при помощи теста Открытое поле, оценку кратковременной и/или долговременной памяти в посттравматическом периоде тестом Условный рефлекс пассивного избегания и тестом Водный лабиринт Морриса, оценку морфометрических показателей гистологического исследования ткани головного мозга в зоне имплантации, отличающийся тем, что биосовместимость скаффолда определяется при исследовании неврологического дефицита животного не менее чем 2 месяца после имплантации, положительный результат биосовместимости, достигается при одновременном выполнении нескольких условий: сохранение общей двигательной и ориентировочно-исследовательской активности животных в посттравматическом периоде; сохранение способностей у животных к обучению и запоминанию информации; снижение очага воспаления мозга животных относительно контроля в 1,2 раза.

2. Способ определения биосовместимости по п. 1, отличающийся тем, что позволяет оценить морфологические особенности нервной ткани в области имплантации с помощью анализа МР-томограмм.

3. Способ определения биосовместимости по п. 1, отличающийся тем, что включает комплекс поведенческих тестов, оценивающих психофизиологическое состояние животного, его мнестические и когнитивные способности, а именно для оценки обучения и реконсолидации памяти используют тест Условный рефлекс пассивного избегания, для оценки формирования и воспроизведения долговременной памяти используют тест Водный лабиринт Морриса.