Penerapan teknologi seluler untuk memperbaiki penampilan bekas luka

Ilmu pengetahuan modern ditandai dengan perkembangan pesat sejumlah disiplin ilmu terkait, yang disatukan di bawah nama umum "bioteknologi". Cabang ilmu pengetahuan ini, yang didasarkan pada pencapaian terbaru di bidang biologi, sitologi, genetika molekuler, rekayasa genetika, transplantasi, bertujuan untuk menggunakan potensi luar biasa yang melekat pada sel tumbuhan dan hewan - unit struktural dasar dari semua makhluk hidup. "Sel hidup adalah reaktor bioteknologi siap pakai yang di dalamnya tidak hanya proses yang mengarah pada pembentukan produk akhir yang terwujud, tetapi juga sejumlah proses lain yang membantu mempertahankan aktivitas katalitik sistem pada tingkat tinggi," - John Woodward, 1992. Awal mula ilmu sel dimulai pada tahun 1665, ketika fisikawan Inggris R. Hooke menciptakan mikroskop pertama dan menemukan sel - selula ("sel") dalam gabus. Pada tahun 1829, M. Schleiden dan T. Schwann mendukung "teori sel", yang membuktikan bahwa semua makhluk hidup terdiri dari sel. Pada tahun 1858, R. Virchow membuktikan bahwa semua penyakit bermula dari pelanggaran terhadap organisasi struktural dan metabolisme sel. Ia menjadi pendiri "patologi seluler". Kontribusi mendasar bagi ilmu sel dibuat pada tahun 1907-1911 oleh R. Harrison dan AA Maximov, yang membuktikan kemungkinan membudidayakan sel di luar tubuh. Karya mereka menunjukkan bahwa untuk membudidayakan sel, jaringan hewan dan bagian tanaman harus dipisahkan secara mekanis menjadi potongan-potongan kecil. Untuk mengisolasi sel, jaringan dipotong dengan pisau tajam atau mikrotom menjadi irisan tipis, sekitar 0,5-1,0 mm. Pemisahan sel secara fisik disebut imobilisasi. Sel yang diisolasi diperoleh dengan dispersi enzimatik potongan tanaman atau jaringan. Setelah digiling dengan gunting tajam, potongan-potongan tersebut diperlakukan dengan tripsin atau kolagenase untuk mendapatkan suspensi - suspensi sel individu atau mikroagregatnya dalam media khusus. Gel alginat (kalsium alginat) banyak digunakan untuk melumpuhkan sel tanaman. Telah terbukti bahwa sel tumbuhan dan hewan yang diimobilisasi tetap memiliki kemampuan untuk melakukan biosintesis. Produk biosintesis seluler terakumulasi dalam sel, ekspresinya terjadi secara spontan atau dengan bantuan zat khusus yang meningkatkan permeabilitas membran sel.

Pembudidayaan sel hewan merupakan proses yang jauh lebih rumit daripada pembudidayaan sel tumbuhan, memerlukan peralatan modern khusus, teknologi tinggi, keberadaan berbagai media, faktor pertumbuhan yang dirancang untuk menjaga kelangsungan hidup sel dan mempertahankannya dalam keadaan aktivitas fungsional yang tinggi. Ditemukan bahwa sebagian besar sel jaringan padat, seperti ginjal, hati, dan jaringan kulit, bergantung pada permukaan, sehingga sel-sel tersebut dapat dibudidayakan secara in vitro hanya dalam bentuk lembaran tipis atau lapisan tunggal yang secara langsung berhubungan dengan permukaan substrat. Rentang hidup, proliferasi, dan stabilitas fungsional sel yang diperoleh melalui dispersi enzimatik jaringan sangat bergantung pada substrat tempat sel tersebut ditumbuhkan. Diketahui bahwa semua sel yang diperoleh dari jaringan vertebrata memiliki muatan permukaan negatif, sehingga substrat bermuatan positif cocok untuk imobilisasinya. Sel-sel terisolasi yang diperoleh langsung dari seluruh jaringan dapat dipertahankan dalam kultur primer dalam keadaan imobilisasi sambil mempertahankan spesifisitas dan sensitivitas yang tinggi selama 10-14 hari. Sel-sel yang bergantung pada permukaan dan diimobilisasi memainkan peran utama dalam biologi saat ini, terutama dalam penelitian klinis. Mereka digunakan untuk mempelajari siklus perkembangan sel, pengaturan pertumbuhan dan diferensiasinya, perbedaan fungsional dan morfologi antara sel normal dan sel tumor. Lapisan sel tunggal yang diimobilisasi digunakan dalam biotes, untuk penentuan kuantitatif zat aktif biologis, serta untuk mempelajari efek berbagai obat dan toksin terhadapnya. Dokter dari semua spesialisasi telah menunjukkan minat yang besar pada sel sebagai agen terapeutik selama beberapa dekade. Teknologi sel saat ini berkembang pesat ke arah ini.

Awal mula terapi jaringan dan sel dikaitkan dengan nama ilmuwan Rusia yang terkenal, VP Filatov, yang pada tahun 1913 meletakkan dasar-dasar doktrin terapi jaringan, mempelajari hasil transplantasi kornea dari donor sehat kepada pasien katarak. Dalam proses pengerjaan transplantasi kornea, ia menemukan bahwa kornea yang diawetkan dalam suhu dingin selama 1-3 hari pada suhu -2-4 derajat C berakar lebih baik daripada yang segar. Dengan demikian, ditemukanlah sifat sel untuk mengeluarkan beberapa zat dalam kondisi yang tidak menguntungkan yang merangsang proses vital dalam jaringan yang ditransplantasikan dan yang regeneratif dalam jaringan penerima. Jaringan dan sel yang terpisah dari tubuh berada dalam keadaan stres, yaitu aktivitas vital yang lambat. Sirkulasi darah di dalamnya terhenti, dan karenanya nutrisi pun terhenti. Respirasi jaringan menjadi sangat sulit, persarafan dan trofisme terganggu. Berada dalam keadaan kualitatif baru, beradaptasi dengan kondisi keberadaan yang baru, sel menghasilkan zat khusus dengan khasiat obat. Zat-zat yang bersifat non-protein ini disebut stimulan biogenik oleh VP Filatov. Ia menetapkan bersama dengan VV Skorodinskaya bahwa bahan dari hewan dan tumbuhan dapat diautoklaf secara bebas pada suhu 120 derajat C selama satu jam setelah disimpan dalam kondisi yang tidak menguntungkan, dan mereka tidak hanya tidak kehilangan aktivitas, tetapi sebaliknya, meningkatkannya, yang dijelaskan oleh pelepasan stimulan biologis dari jaringan yang diawetkan. Selain itu, mereka kehilangan sifat antigenik, yang secara signifikan mengurangi kemungkinan penolakan. Bahan steril yang diawetkan dimasukkan ke dalam tubuh melalui implantasi (penanaman) di bawah kulit atau dalam bentuk suntikan ekstrak, dengan hasil yang memadai. Ditemukan juga bahwa jaringan janin mengandung zat aktif biologis dalam jumlah yang jauh lebih banyak daripada jaringan individu dewasa, dan beberapa faktor hanya ditemukan pada embrio. Jaringan janin yang diinokulasi tidak dianggap oleh organisme penerima sebagai benda asing karena tidak adanya protein yang bertanggung jawab atas spesifisitas spesies, jaringan, dan individu (protein kompleks histokompatibilitas mayor) dalam membran sitoplasma. Akibatnya, inokulasi jaringan janin hewan ke dalam organisme manusia tidak memicu mekanisme perlindungan imun dan reaksi ketidakcocokan serta penolakan. VP Filatov banyak menggunakan plasenta dan kulit manusia dalam praktik medisnya. Rangkaian perawatan terdiri dari 30-45 suntikan ekstrak jaringan dan 1-2 implantasi jaringan yang diautoklaf.

Setelah memulai penelitiannya dengan jaringan dan sel manusia dan hewan, ia memindahkan generalisasinya ke dunia tumbuhan. Dengan melakukan percobaan dengan bagian tumbuhan yang masih hidup (lidah buaya, pisang raja, agave, pucuk bit, St. John's wort, dll.), ia menciptakan kondisi yang tidak menguntungkan bagi mereka, dengan meletakkan daun yang dipotong di tempat yang gelap, karena tumbuhan membutuhkan cahaya untuk fungsi vitalnya. Ia juga mengisolasi stimulan biogenik dari lumpur dan gambut muara, karena lumpur dan gambut terbentuk dengan partisipasi mikroflora dan mikrofauna.

Terapi jaringan menerima babak baru perkembangannya pada akhir tahun 70-an, ketika pengetahuan dan pengalaman yang terkumpul selama beberapa dekade memungkinkan penggunaan jaringan dan sel hewan dan tumbuhan pada tingkat yang secara kualitatif baru untuk mengobati manusia dan memperpanjang umur aktif mereka. Dengan demikian, di beberapa klinik domestik dan sejumlah klinik asing, wanita dalam menopause fisiologis dengan sindrom klimakterik atau dengan latar belakang ovariektomi mulai menjalani terapi jaringan dengan jaringan janin plasenta, hipotalamus, hati, ovarium, timus dan kelenjar tiroid untuk memperlambat proses penuaan, perkembangan aterosklerosis, osteoporosis, disfungsi sistem kekebalan, endokrin dan saraf. Di salah satu klinik gerontocosmetology paling bergengsi di Eropa Barat, suntikan ekstrak yang diperoleh dari jaringan janin gonad domba jantan telah digunakan untuk tujuan yang sama selama beberapa dekade.

Di negara kita, pengobatan biostimulasi juga telah banyak digunakan. Hingga saat ini, pasien dengan berbagai penyakit secara aktif diberi resep suntikan ekstrak plasenta, aloe, kalanchoe, sedum mayor (biosed), FiBS, distilat peloid, peloidin, gambut, humisol yang disiapkan sesuai dengan metode VP Filatov. Saat ini, hampir mustahil untuk membeli sediaan jaringan dalam negeri yang sangat efektif dan murah ini yang berasal dari hewan, tumbuhan, dan mineral di apotek.

Dasar untuk memperoleh berbagai sediaan biogenik dari jaringan dan organ manusia yang diproduksi diimpor, seperti rumalon (dari jaringan tulang rawan dan sumsum tulang), actovegin (dari darah sapi), solcoseryl (ekstrak darah sapi), serta sediaan dalam negeri - badan vitreus (dari badan vitreus mata sapi), kerakol (dari kornea sapi), splenin (dari limpa sapi), epithalamin (dari daerah epithalamic-epiphyseal) juga merupakan penelitian VP Filatov. Properti pemersatu untuk semua sediaan jaringan adalah efek umum pada seluruh tubuh secara keseluruhan. Dengan demikian, "Terapi Jaringan" oleh Akademisi VP Filatov menjadi dasar bagi sebagian besar perkembangan dan arah modern dalam pembedahan, imunologi, kebidanan dan ginekologi, gerontologi, pembakaran, dermatologi dan tata rias yang terkait dengan sel dan produk biosintesisnya.

Masalah transplantasi jaringan telah menjadi perhatian manusia sejak zaman dahulu. Misalnya, dalam papirus Ebers yang berasal dari tahun 8.000 SM, sudah disebutkan tentang penggunaan transplantasi jaringan untuk mengkompensasi kerusakan pada area tubuh tertentu. Dalam "Kitab Kehidupan" ilmuwan India Sushruta, yang hidup 1.000 tahun SM, terdapat uraian terperinci tentang pemulihan hidung dari kulit pipi dan dahi.

Kebutuhan akan kulit donor tumbuh secara proporsional dengan peningkatan jumlah operasi plastik dan rekonstruksi. Dalam hal ini, kulit mayat dan janin mulai digunakan. Ada kebutuhan untuk melestarikan sumber daya donor dan menemukan cara untuk mengganti kulit manusia dengan jaringan hewan, dan berbagai pilihan pemodelan kulit. Dan ke arah inilah para ilmuwan bekerja ketika pada tahun 1941 P. Medovar pertama kali menunjukkan kemungkinan mendasar pertumbuhan keratinosit secara in vitro. Tahap penting berikutnya dalam pengembangan teknologi seluler adalah karya Karasek M. dan Charlton M., yang pada tahun 1971 melakukan transplantasi keratinosit autolog pertama yang berhasil dari kultur primer ke luka kelinci, menggunakan gel kolagen sebagai substrat untuk mengkultur CC, yang meningkatkan proliferasi sel dalam kultur. J. Rheinvvald. H Green. mengembangkan teknologi untuk budidaya serial keratinosit manusia dalam jumlah besar. Pada tahun 1979, Green dan rekan penulisnya menemukan prospek penggunaan terapeutik kultur sel keratinosit dalam pemulihan kulit pada kasus luka bakar yang luas, setelah itu teknik ini, yang terus ditingkatkan, mulai digunakan oleh ahli bedah di pusat-pusat luka bakar di luar negeri dan di negara kita.

Dalam proses mempelajari sel hidup, ditemukan bahwa sel tidak hanya menghasilkan stimulator biogenik yang bukan berasal dari protein, tetapi juga sejumlah sitokin, mediator, faktor pertumbuhan, polipeptida, yang berperan penting dalam mengatur homeostasis seluruh organisme. Ditemukan bahwa berbagai sel dan jaringan mengandung bioregulator peptida, yang memiliki berbagai macam tindakan biologis dan mengoordinasikan proses perkembangan dan fungsi sistem multiseluler. Era penggunaan kultur sel sebagai agen terapeutik dimulai. Di negara kita, transplantasi suspensi fibroblas dan lapisan sel keratinosit berlapis-lapis telah diadopsi dalam pembakaran dalam beberapa dekade terakhir. Minat yang begitu aktif dalam transplantasi sel kulit pada pasien luka bakar dijelaskan oleh kebutuhan untuk penutupan cepat permukaan luka bakar yang besar dan kekurangan kulit donor. Kemungkinan mengisolasi sel dari sepotong kecil kulit yang mampu menutupi permukaan luka 1000 atau bahkan 10.000 kali lebih besar dari area kulit donor telah terbukti sangat menarik dan penting bagi pembakaran dan pasien luka bakar. Persentase pencangkokan lapisan keratinosit bervariasi tergantung pada area luka bakar, usia, dan kesehatan pasien dari 71,5 hingga 93,6%. Minat dalam transplantasi keratinosit dan fibroblas dikaitkan tidak hanya dengan kemungkinan penutupan cacat kulit dengan cepat, tetapi juga dengan fakta bahwa transplantasi ini memiliki potensi aktif biologis yang kuat untuk memperbaiki tampilan jaringan yang diperoleh sebagai hasil transplantasi. Pembentukan pembuluh darah baru, pengurangan hipoksia, peningkatan trofisme, percepatan pematangan jaringan yang belum matang - ini adalah dasar morfo-fungsional untuk perubahan positif ini yang terjadi karena pelepasan faktor pertumbuhan dan sitokin oleh sel-sel yang ditransplantasikan. Dengan demikian, karena pengenalan teknologi seluler progresif untuk transplantasi lapisan multiseluler keratinosit dan fibroblas autolog dan alogenik ke permukaan luka besar ke dalam praktik medis, ahli pembakaran tidak hanya mampu mengurangi angka kematian korban luka bakar dengan persentase lesi kulit yang tinggi, tetapi juga secara kualitatif memperbaiki jaringan parut yang pasti terjadi di lokasi luka bakar derajat IIb dan IIIa dan b. Pengalaman ahli pembakaran yang diperoleh dalam perawatan permukaan luka pada pasien luka bakar menyarankan gagasan untuk menggunakan metode Hijau yang sudah dimodifikasi dalam praktik bedah kulit untuk berbagai patologi kulit dan kosmetik (ulkus trofik, vitiligo, nevi, epidermolisis bulosa, penghapusan tato, perubahan kulit terkait usia, dan untuk memperbaiki tampilan bekas luka).

Penggunaan keratinosit alogenik dalam pembedahan, pembakaran, dan dermatokosmetologi memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan penggunaan keratinosit autologus, karena bahan seluler dapat dipersiapkan terlebih dahulu dalam jumlah yang tidak terbatas, diawetkan, dan digunakan jika perlu. Diketahui juga bahwa CC alogenik memiliki aktivitas antigenik yang berkurang, karena ketika dibudidayakan secara in vitro, mereka kehilangan sel Langerhans, yang merupakan pembawa antigen kompleks HLA. Penggunaan CC alogenik juga didukung oleh fakta bahwa mereka digantikan oleh yang autologus setelah transplantasi, menurut berbagai penulis, dalam waktu 10 hari hingga 3 bulan. Dalam hal ini, bank sel telah dibuat di banyak negara saat ini, berkat itu dimungkinkan untuk mendapatkan transplantasi sel dalam jumlah yang dibutuhkan dan pada waktu yang tepat. Bank semacam itu ada di Jerman, AS, dan Jepang.

Minat dalam penggunaan teknologi seluler dalam dermatokosmetologi disebabkan oleh fakta bahwa "komposisi seluler" membawa potensi bioenergi dan informasi yang kuat, yang memungkinkan untuk memperoleh hasil perawatan baru secara kualitatif. Autokin yang disekresikan oleh sel yang ditransplantasikan (faktor pertumbuhan, sitokin, oksida nitrat, dll.) terutama bekerja pada fibroblas tubuh sendiri, meningkatkan aktivitas sintetik dan proliferatifnya. Fakta ini sangat menarik bagi para peneliti, karena fibroblas adalah sel kunci dermis, yang aktivitas fungsionalnya menentukan kondisi semua lapisan kulit. Diketahui juga bahwa setelah cedera kulit dengan kauter, laser, jarum, dan instrumen lainnya, kulit diisi ulang dengan prekursor batang fibroblas segar dari sumsum tulang, jaringan adiposa, dan perisit kapiler, yang berkontribusi pada "peremajaan" kumpulan sel tubuh. Mereka secara aktif mulai mensintesis kolagen, elastin, enzim, glikosaminoglikan, faktor pertumbuhan dan molekul aktif biologis lainnya, yang mengarah pada peningkatan hidrasi dan vaskularisasi dermis, meningkatkan kekuatannya,