Presentation of the application of tissue engineering in gynecology (review)


Cite item

Full Text

Abstract

The review deals with the development stages of the application of cell engineering technologies in Gynecology, Gynaecologic Oncology, Urogynecology. The basic principles, opportunities, advantages and disadvantages of development for the treatment of pelvic prolapse, urinary incontinence syndrome and partial organo with cell structures. The results of works published in the last 15 years. This review reflects the significance of the achievements of tissue-engineering technology for the regeneration of complex tissues and organs, as well as the importance of these innovations for the clinic.

About the authors

Y Y Sulina

I.M.Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: ya.suli.na@gmail.com
сотр. каф. акушерства и гинекологии №1 лечебного фак-та ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М.Сеченова 119991, Russian Federation, Moscow, ul. Trubetskaia, d. 8, str. 2

A I Ishchenko

I.M.Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: snegirevclinic@gmail.com
д-р мед. наук, проф. зав. каф. акушерства и гинекологии №1 лечебного фак-та ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М.Сеченова, дир. клиники акушерства и гинекологии им. В.Ф.Снегирева 119991, Russian Federation, Moscow, ul. Trubetskaia, d. 8, str. 2

A V Lyundup

Regenerative Medicine

Email: lyundup@gmail.com
канд. мед. наук, отд. биомед. исследований НИИ молекулярной медицины, дир., зав. ЦКП «Регенеративная медицина» ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М.Сеченова 119991, Russian Federation, Moscow, ul. Trubetskaia, d. 8, str. 2

L S Alexandrov

I.M.Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: leonid.aleks@bk.ru
д-р мед. наук, проф., НИО Женского здоровья, зам. дир. по научной и инновационной деятельности, каф. акушерства и гинекологии №1 лечебного фак-та ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М.Сеченова 119991, Russian Federation, Moscow, ul. Trubetskaia, d. 8, str. 2

A A Ischenko

I.M.Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: snegirevclinic@gmail.com
канд. мед. наук, ассистент каф. акушерства и гинекологии №1 лечебного фак-та ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М.Сеченова, клиника акушерства и гинекологии им. В.Ф.Снегирева 119991, Russian Federation, Moscow, ul. Trubetskaia, d. 8, str. 2

References

  1. Биология стволовых клеток и клеточные технологии. Под ред. М.П.Пальцева. М.: Медицина, 2009; 2.
  2. Spector L, Barnum H, Bernstein H.J, Swamy N. Quantum computing applications of genetic programming - Advances in genetic programming. MIT Press 1999; p. 135-60.
  3. Langer R, Vacanti J.P. Tissue engineering. Science 1993; 260 (5110): 920-6.
  4. Пальцев М.А. Стволовые клетки и клеточные технологии: настоящее и будущее. Ремедиум. 2006; 8.
  5. Репин В.С., Ржанинова А.А., Шаменков Д.А. Эмбриональные стволовые клетки: фундаментальная биология и медицина. М.: Реметекс, 2002.
  6. Schofield R. The relationship between the spleen colony - forming cell and the haemopoietic stem cell. Blood Cells 1978; 4 (1-2): 7-25.
  7. Унанян А.Л., Сидорова И.С., Коган Е.А. и др. Активный и неактивный аденомиоз: вопросы патогенеза и патогенетической терапии М.: Акушерство и гинекология, 2013; 4.
  8. Reya T, Morrison S.J, Clarke M.F, Weissman I.L. Stem cells, cancer, and cancer stem cells. Nature 2001; 414 (6859): 105-11.
  9. Al-Hajj M, Becker M.W, Wicha M et al. Therapeutic implications of cancer stem cells. Curr Opin Genet Dev 2004; 14 (1): 43-7.
  10. Прилепская В.Н. Заболевания шейки матки, влагалища и вульвы М.: МЕДпресс, 2000.
  11. Подистов Ю.И. Роль вируса папилломы в развитии предрака и рака шейки матки. Клин. лаб. диагностика. 2003; 5: 44-50.
  12. Ledwaba T, Dlamini Z, Naicker S, Bhoola K. Molecular genetics of human cervical cancer: role of papillomavirus and the apoptotic cacade. Biol Chem 2004; 385 (8): 671-82.
  13. Коган Е.А., Файзуллина Н.М., Демура С.А. и др. Ремоделирование ниши стволовых клеток эндоцервикса при ВПЧ-ассоциированном предраке и микроинвазивном раке шейки матки. Акушерство и гинекология. 2012; 7: 55-9.
  14. Сухих Г.Т., Малайцев В.В., Богданова И.М., Дубровина И.В. Мезенхимальные стволовые клетки: Обзор. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2002; 133 (2): 124-31.
  15. Loewendorf A, Csete M. Concise review: immunologic lessons from solid organ transplantation for stem cell - based therapies. Stem Cells Transl Med 2013; 2 (2): 136-42. doi: 10.5966/sctm.2012-0125.
  16. Buckwalter J.A, Mankin H.J. Articular cartilage, part I: tissue design and chondrocyte - matrix interactions. J Bone Joint Surg 1997; 79A: 600-11.
  17. Casser-Bette M, Murray A.B, Closs E.I et al. Bone formation by osteoblast - like cells in a three - dimensional cell culture. Calcif Tissue Int 1990; 46: 46-56.
  18. Haynesworth S.E, Goshima J, Goldberg V.M, Caplan A.I. Characterization of cells with osteogenic potential from human marrow. Bone 1992; 13: 81-8.
  19. Vandenburgh H.H, Swadison S, Karlisch P. Computer - aided mechano genesis of skeletal muscle organs from single cells in vitro. FASEB J 1991; 5: 2860-7.
  20. Eschenhagen T, Fink C, Remmers U et al. Three - dimensional reconsti tution of embryonic cardiomyocytes in a collagen matrix: a new heart muscle model system. FASEB J 1997; 11: 683-94.
  21. Freed L.E, Vunjak-Novakovic G. Microgravity tissue engineering. In Vitro Cell Dev Biol 1997; 33: 381-5.
  22. Atala A, Bauer S.B, Soker S et al. Tissue - engineered autologous bladders for patients needing cystoplasty. Lancet 2006; 367: 1241-6.
  23. Kropp B.P, Ludlow J.K, Spicer D et al. Urology 1998; 52: 13842.
  24. Chen F, Yoo J.J, Atala A. Urology 1999; 54: 407-10.
  25. Yoo J.J, Meng J, Oberpenning F, Atala A. Urology 1998; 51: 221-5.
  26. Kropp B.P, Rippy M.K, Badylak S.F et al. J Urol 155; 1996: 2098-104.
  27. Urita Y, Komuro H, Chen G et al. Pediatr Surg Int 2007; 23: 21-6.
  28. Pariente J.L, Kim B.S, Atala A. J Biomed Mater Res 2001; 55: 33-9.
  29. Pariente J.L, Kim B.S, Atala A. J Urol 2002; 167: 1867-71.
  30. Eberli D, Susaeta R, Yoo J.J, Atala A. Int J Impot Res 2007; 19: 602-9.
  31. Dawson R.A, Goberdhan N.J, Freedlander E, Mac Neil S. Burns 1996; 22: 93-100.
  32. Курбанова А.Г. Результаты хирургического лечения различных пороков развития матки и влагалища. Акушерство и гинекология. 1984; 11: 52-5.
  33. Окулов А.Б., Негмаджанов Б.Б., Глыбина Т.М. Ректосигмоидная вагинопластика у детей и подростков. Акушерство и гинекология. 1992; 1: 65-8.
  34. Богданова Е.А., Алимбаева Г.Н., Мартыш Н.С. Клиника, диагностика и терапия удвоения матки и влагалища с частичной аплазией одного влагалища у подростков. Акушерство и гинекология. 1990; 9: 43-6.
  35. Адамян Л.B., Кулаков В.И., Хашукоева А.З. Пороки развития матки и влагалища. М.: Медицина, 1998.
  36. Гулькевич Ю.В. Краткие сведения о развитии патологической анатомии в Русской и Советской Армии. Многотомное руководство по патологической анатомии. М., 1963; 1: 106-11.
  37. Волкова О.В., Пекарский М.И. Эмбриогенез и возрастная гистология внутренних органов человека. М.: Медицина, 1976.
  38. Surgical treatment of high posttraumatic vaginal obliterations. In book of abstracts 13th congress of the European Association of gynecologists and obstetricians. Jerusalem, 1998; p. 78.
  39. Urogenital sinus forms in girls with congenital adrenal hyperplasia. In book of abstracts 12th Congress of pediatric and Adolescent Gynecology. Helsinki, 1998; M5.34.
  40. De Filippo R.E, Yoo J.J, Atala A. Engineering of Vaginal Tissue in Vivo. Tissue Engeneering 2003; 9 (2): 1-6.
  41. Raya-Rivera A.M, Esquiliano D, Fierro-Pastrana R et al. Tissue - engineered autologous vaginal organs in patients: a pilot cohort study. Lancet 2014.
  42. House M, Sanchez C.C, Rice W.L et al. Cervical Tissue Engineering Using Silk Scaffolds and Human Cervical Cells. Tissue Engeneering Part A 2010; 16 (6): 1-12.
  43. Mawajdeh S.M, Al-Qutob R.J, Farag A.M. Prevalence and risk factors of genital prolapse. A multicenter study. Saudi Med J 2003; 24 (2): 161-5.
  44. Кулаков В.И., Адамян Л.В., Мынбаев О.А. Хирургическое лечение опущения и выпадения влагалища и матки. Оперативная Гинекология - хирургия. М.: Медицина, 2000; с. 741-60.
  45. Попов А.А. Хирургическое лечение осложненных и неосложненных форм пролапса гениталий. Материалы II Российского Форума «Мать и дитя». М., 2000; 271.
  46. Манухин И.Б., Даянов Ф.В., Колесов А.А. и др. Отдельные результаты эндоскопических операций при пролапсе гениталий. Эндоскопия в гинекологии. М.: 2000; с. 508-9.
  47. Медицинские материалы и имплантаты с памятью формы. Под ред. В.Э.Гюнтера. Томск: МИЦ, 2010; c. 6-220.
  48. Волова Т.Г., Шишацкая Е.И., Миронов П.В. Материалы для медицины, клеточной и тканевой инженерии. Электронное учебное пособие. Красноярск: ИПК СФУ, 2009.
  49. Богдан В.Г., Криворот С.Г., Владимирская Т.Э. и др. Влияние мезенхимальных стволовых клеток из жировой ткани на синтез коллагена при различных способах пластики моделированной послеоперационной грыжи. Минск: Экспериментальная хирургия, 2012; с. 21-8.
  50. Ho M.H, Heydarkhan S, Vernet D et al. Stimulating vaginal repair in rats through skeletal muscle - derived stem cells seeded on small intestinal submucosal scaffolds. Obstet Gynecol 2009; 114: 300-9.
  51. Boennelycke M, Gras S, Lose G. Tissue engineering as a potential alternative or adjunct to surgical reconstruction in treating pelvic organ prolapsed. Int Urogynecol J Includ Pelvic Floor Dysfunct 2012; 23 (8): 1-7.
  52. Boennelycke M, Christensen L, Nielsen L.F et al. Fresh muscle fiber fragments on a scaffold in rats new concept in urogynecology? Am J Obstet Gynecol 2011; 205 (235): 10-4.
  53. Репин В.С., Ржанинова А.А., Шаменков Д.А. Эмбриональные стволовые клетки: фундаментальная биология и медицина. М.: Реметекс, 2002; с. 184.
  54. Hung M.J, Wen M.C, Hung C.N et al. Tissue - engineered fascia from vaginal fibroblasts for patients needing reconstructive pelvic surgery. Int Urogynecol J Pelvic Floor Dysfunct 2010; 21: 1085-93.
  55. Kapischke M, Prinz K, Tepel J et al. Precoating of alloplastic materials with living human fibroblasts - a feasibility study. Surg Endosc 2005; 19: 791-7.
  56. Mangera A, Bullock A.J, Macneil S, Chapple C. Developing an autologous tissue engineered prosthesis for use in stress urinary incontinence and pelvic organ prolapse (ICS-IUGA 2010 Abstracts). Int Urogynecol J Pel vic Floor Dysfunct 2010; 21: S325-S326.
  57. Drewa T, Galazka P, Prokurat A et al. Abdominal wall repair using a biodegradable scaffold seeded with cells. J Pediatr Surg 2005; 40: 317-21.
  58. Ищенко А.И., Люндуп А.В., Александров Л.С., Сулина Я.Ю. Опыт создания клеточно - инженерной конструкции для хирургического лечения тазового пролапса (предварительное сообщение). Вестн. рос. ассоциации акушеров - гинекологов. 2015; 3 (15): 52-5.
  59. Li H, Fu X. Mechanisms of action of mesenchymal stem cells in cutaneous wound repair and regeneration. Cell Tissue Res 2012; 348: 371.
  60. Shi L.B, Cai H.X, Chen L.K et al. Tissue engineered bulking agent with adiposederived stem cells and silk fibroin microspheres for the treatment of intrinsic urethral sphincter deficiency. Biomaterials 2014; 35: 1519-30.
  61. Kleinert S, Horton R. Retraction - Autologous myoblasts and fibroblasts versus collagen [corrected] for treatment of stress urinary incontinence in women: A [corrected] randomised controlled trial. Lancet 2008; 372: 789-90.
  62. Mathias T, Souzan S, Gobet R et al. Adipose-Derived Stem Cells (ASCs) for Tissue Engineering 2011; 1-9.
  63. Altman G.H, Diaz F, Jakuba C et al. Biomaterials 2003; 24: 401-16.
  64. Wiesmann H.P, Meyer U. Biomaterials. In: U.Meyer, T.Meyer, J.Handschel, H.Wiesmann, editors. Fundamentals of tissue engineering and regenerative medicine. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2009; p. 457-68.
  65. Demirbag B, Huri P.Y, Kose G.T et al. Advanced cell therapies with and without scaffolds. Biotechnol J 2011; 6: 1437-53.
  66. Olson J.L, Atala A, Yoo J.J. Tissue engineering: current strategies and future directions. Chonnam Med J 2011; 47: 1-13.
  67. Gras S, Lose G. The clinical relevance of cell - based therapy for the treatment of stress urinary incontinence. Acta Obstet Gynecol Scand 2011; 90: 815-24.
  68. Zhao W, Zhang C, Jin C et al. Periurethral injection of autologous adiposederived stem cells with controlled - release nerve growth factor for the treatment of stress urinary incontinence in a rat model. Eur Urol 2011; 59: 155-63.
  69. Zou X.H, Zhi Y.L, Chen X et al. Mesenchymal stem cell seeded knitted silk sling for the treatment of stress urinary incontinence. Biomaterials 2010; 31: 4872-9.
  70. Dolce C, Stefanidis D, Keller J et al. Pushing the envelope in biomaterial research: initial results of prosthetic coating with stem cells in a rat model. Surg Endosc 2010; 24: 2687-93.
  71. Kunisaki S.M, Fuchs J.R, Kaviani A et al. Diaphragmatic repair through fetal tissue engineering: a comparison between mesenchymal amniocyte - and myoblast - based constructs. J Pediatr Surg 2006; 41: 34-9.
  72. Ulrich D, Edwards S.L, Su K et al. Human endometrial mesenchymal stem cells modulate the tissue response and mechanical behavior of polyamide mesh implants for pelvic organ prolapse repair. Tissue Eng Part A 2014; 20 (3-4): 785-98. doi: 10.1089/ten.TEA.2013.0170.
  73. Hung M.J, Wen M.C, Hung C.N et al. Tissue - engineered fascia from vaginal fibroblasts for patients needing reconstructive pelvic surgery. Int Urogynecol J Pelvic Floor Dysfunct 2010; 21: 1085-93.
  74. Shi L.B, Cai H.X, Chen L.K et al. Tissue engineered bulking agent with adiposederived stem cells and silk fibroin microspheres for the treatment of intrinsic urethral sphincter deficiency. Biomaterials 2014; 35: 1519-30.
  75. Ulrich D, Edwards S.L, Su K et al. Human Endometrial Mesenchymal Stem Cells Modulate the Tissue Response and Mechanical Behaviour of Polyamide Mesh Implants for Pelvic Organ Prolapse Repair Tissue Engineering Part A Manuscript TEA 2013. 0170 R1 1-50.
  76. Пустовалова О.Л., Агапов И.И., Мойсенович М.М. и др. Использование метода конфокальной микроскопии для изучения биологических свойств матрикса из рекомбинантной паутины. М.: Вестник трансплантологии и искусственных органов, 2009; 11 (2): 54-9.
  77. Li Q, Wang J, Liu H et al. Tissue - engineered mesh for pelvic floor reconstruction fabricated from silk fibroin scaffold with adipose - derived mesenchymal stem cells. Cell Tissue Res 2013; 354 (2): 471-80.
  78. Агапов И.И., Мойсенович М.М., Васильева Т.В. и др. Биодеградируемые матриксы из регенерированного шелка BOMBIX MORI. М.: Биохимия, биофизика, молекулярная биология доклады Академии наук. 2010; 433 (5): 699-702.
  79. Kim H.J, Kim U.J, Leisk G.G et al. Bone regeneration on macroporous aqueous - derived silk 3-D scaffolds. Macromol Biosci 2007 10; 7 (5): 643-55.
  80. Park J.S, Chu J.S, Cheng C et al. Differential effects of equiaxial and uniaxial strain on mesenchymal stem cells. Biotechnol Bioeng 2004; 88: 359.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2016 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».