Journal of Experimental and Clinical SurgeryJournal of Experimental and Clinical SurgeryВестник экспериментальной и клинической хирургии2070-478X2409-143XVoronezh State Medical University named after N.N. Burdenko153910.18499/2070-478X-2022-15-1-58-63Original articlesОригинальные статьиResearch ArticleTherapeutic Angiogenesis in the Experimental Ulcerative-Necrotic Stage of Critical Lower Limb IschemiaОптимизация терапевтического ангиогенеза при экспериментальной язвенно-некротической стадии критической ишемии нижних конечностейhttps://orcid.org/0000-0003-2197-87568778-1530SukovatykhBoris SemenovichСуковатыхБорис Семенович
Russian Federation

M.D., Professor, Head Department of General Surgery

д.м.н., профессор, заведующий кафедрой общей хирургии

SukovatykhBS@kursksmu.netFeyzievElvin EynullaФейзиевЭльвин Эйнулла
Russian Federation

applicant for the Department of General Surgery

соискатель кафедры общей хирургии

elvin251546@gmail.comZatolokinaMaria AlexandrovnaЗатолокинаМария Александровна

M.D., Professor of the department of Histology, Cytology, Embryology,

д.м.н., профессор кафедры гистологии, эмбриологии, цитологии, Курский государственный медицинский университет

zatolokinama@kursksmu.netBelousAlexander SergeevichБелоусАлександр Сергеевич
Russian Federation

Ph.D., Senior Researcher, Research Laboratory "Genetics"

к.м.н., старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Генетика»

a.s.belous@mail.ruSukovatykhMikhail BorisovichСуковатыхМихаил Борисович
Russian Federation

Ph.D., Associate Professor of the Department of General Surgery, Kursk State Medical University

к.м.н., доцент кафедры общей хирургии Курского государственного медицинского университета

SukovatykhMB@kursksmu.netKursk state medical UniversityКурский государственный медицинский университетKursk State Medical UniversityКурский государственный медицинский университет23032022151586328092021Copyright ©; 2022, Sukovatykh B.S., Feyziev E.E., Zatolokina M.A., Belous A.S., Sukovatykh M.B.Copyright ©; 2022, Суковатых Б.С., Фейзиев Э.Э., Затолокина М.А., Белоус А.С., Суковатых М.Б.2022Sukovatykh B.S., Feyziev E.E., Zatolokina M.A., Belous A.S., Sukovatykh M.B.Суковатых Б.С., Фейзиев Э.Э., Затолокина М.А., Белоус А.С., Суковатых М.Б.http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://vestnik-surgery.com/journal/article/view/1539

Introduction. The effectiveness of therapeutic angiogenesis in the ulcerative-necrotic stage is insufficient to preserve the limb.The aim of research was to study the effectiveness of therapeutic angiogenesis with "Udenafil", mononuclear fraction of autologous bone marrow and their combination in the experimental ulcerative-necrotic stage of critical lower limb ischemia.Materials and methods. Lower leg muscle ischemia was simulated on Wistar rats. All animals were divided into 4 groups, 20 animals in each group: with simulated critical ischemia without treatment (control group); with critical ischemia and monotherapy with udenafil (udenafil, orally, 8.6 mg/kg for 28 days, the first experimental group); with critical ischemia and monotherapy with mononuclear fraction of autologous bone marrow (a single paravasal injection of a mononuclear fraction of autologous bone marrow in 7 days after critical ischemia simulation, the second experimental group); with critical ischemia and combined therapy (udenafil orally, 0.86 mg/kg, once a day, for 28 days, and a single paravasal injection with a mononuclear fraction of autologous bone marrow, similar to the group with monotherapy, the third experimental group). The level of blood microcirculation in the lower leg muscles was measured in 21 and 28 days; after that, histological examination was performed.Results. In the control group, the regional blood flow rate in the ischemic shin muscle was 2.1 times less than in intact animals in 21 days and 1.8 times less in 28 days after simulated critical ischemia. In the first experimental group, the regional blood flow rate increased by 1.6 times in 21 days and 28 days after udenafil administration; in the second experimental group, the regional blood flow rate increased by 1.6 times and 1.7 times, respectively, after the mononuclear fraction of bone marrow was administered to animals; and in the third experimental group, the regional blood flow rate increased 1.8 times, compared with the animals of the control group after the combined use of bone marrow cells and udenafil. In 28 days after the start of the experiment, histological tests detected foci of necrosis with perifocal inflammation in the ischemic muscles of the lower leg in animals of the control group. In the first and second experimental groups, a decreased size and number of necrosis sites was registered due to formation of young connective tissue and new capillaries. None of newly formed microcirculatory bed was detected. In the third experimental group, the severity of necrotic changes was minimal, a large number of newly formed blood vessels (arterioles) were visualized in wide layers of the connective tissue (capillaries, venules); this was a new microcirculatory bed.Conclusion. Application of udenafil combined with the mononuclear fraction of the bone marrow results in an increased perfusion of ischemic tissues and development of a new microcirculatory bed.

Актуальность. Эффективность терапевтичского ангиогенеза в язвенно-некротическую стадию недостаточна, чтобы спасти конечность.

Цель. Изучить эффективность терапевтического ангиогенеза препаратом «Уденафил», мононуклеарной фракции аутологичного костного мозга и их комбинацией при экспериментальной язвенно-некротической стадии критической ишемии нижних конечностей.

Материалы и методы. Ишемию мышц голени моделировали на крысах линии Wistar. Формировали 4 группы животных по 20 особей в каждой: с моделированной критической ишемией без лечения (контрольная группа); с критической ишемией и монотерапией уденафилом ( уденафил перорально 8,6 мг/кг в течение 28 дней, первая опытная группа); с критической ишемией и монотерапией мононуклеарной фракции аутологичного костного мозга (однократным паравазальным введением мононуклеарной фракцией аутологичного костного мозга на 7-е сутки после моделирования критической ишемии, вторая опытная группа); с критической ишемией и комбинированной терапией (уденафил перорально в дозе 0,86 мг/кг 1 раз в сутки ежедневно в течение 28 дней и однократным паравазальным введением мононуклеарной фракцией аутологичного костного мозга, аналогично группе с монотерапией, третья опытная группа). Измеряли уровень микроциркуляции крови в мышцах голени на 21-е и 28-е сутки,а затем проводили их гистологическое исследование..

Результаты. В контрольной группе после моделирования критической ишемии уровень регионарного кровотока в ишемизированной мышце голени крыс стал меньше чем у интактных животных на 21-е сутки в 2,1 раза и на 28-е сутки в 1,8 раза. В первой опытной после введения животным уденафила регионарный кровоток увеличивался на 21-е и на 28-е сутки в 1,6 раза, во второй опытной при введении животным мононуклеарной фракции костного мозга соответственно в 1,6 раза и 1,7 раза, а в третьей опытной группе после комбинированного применения клеток костного мозга и уденафила регионарный кровоток в 1,8 раза, по сравнению с животными контрольной группы. На 28-е сутки эксперимента при гистологических исследованиях в контрольной группе в ишемизированных мышцах голени определялись очаги некроза с наличием перифокального воспаления. В первой и во второй опытных группах отмечено уменьшение размера и количества участков некроза за счет формирования молодой соединительной ткани и новых капилляров. Новое микроциркуляторное русло не сформировано.. В третьей опытной группе степень выраженности некротических изменений была минимальной, в широких прослойках соединительной ткани визуализирувалось большое количество новообразованных кровеносных сосудов(артериол.капилляров,венул),которые формировали новое микроциркуляторное русло.

Заключение. Применение уденафила в комбинации с мононуклеарной фракцией костного мозга приводит к увеличению перфузии ишемизированных тканей и развитию в них нового микроциркуляторного русла

experimentratscritical ischemia of the lower extremitiescorrection of ischemiaudenafilmononuclear fraction of autologous bone marrowэксперименткрысыкритическая ишемия нижних конечностейкоррекция ишемииуденафилмононуклеарная фракция аутологичного костного мозга1. Asahara T., Kawamoto A., Masuda H. Concise review: circulating endothelial progenitor cells for vascular medicine. Stem. Cells. 2011; 29: 11: 1650-1655, doi: 10.1002/stem.745.1. Asahara T., Kawamoto A., Masuda H. Concise review: circulating endothelial progenitor cells for vascular medicine. Stem. Cells. 2011; 29: 11: 1650-1655, doi: 10.1002/stem.745.2. Fujita Y., Kawamoto A. Stem cell-based peripheral vascular regeneration. Adv. Drug. Deliv. Rev. 2017; 120: 25-40. doi: 10.1016/j.addr.2017.09.001.3. Osipova O. S., Saaya Sh. B., Karpenko A. A., Zakiyan S. M. Problems and prospects of cell therapy of critical lower limb ischemia. Angiology and vascular surgery.2020; 26(2):23-33( In Russ.).3. Осипова О.С., Саая Ш.Б., Карпенко А.А., Закиян С.М. Проблемы и перспективы клеточной терапии критической ишемии нижних конечностей. Ангиология и сосудистая хирургия.2020;26(2):23-33.4. Peeters Weem S.M., Teraa M., De Borst G.J., et al. Bone marrow derived cell therapy in critical limb ischemia: a meta-analysis of randomized placebo controlled trials. Eur. J. Vasc. Endovasc. Surg. 2015; 50: 6: 775-783. doi: 10.1016/j.ejvs.2015.08.018.4. Peeters Weem S.M., Teraa M., De Borst G.J. Bone marrow derived cell therapy in critical limb ischemia: a meta-analysis of randomized placebo controlled trials. Eur. J. Vasc. Endovasc. Surg. 2015; 50: 6: 775-783. doi: 10.1016/j.ejvs.2015.08.018.5. Rigato M., Monami M., Fadini G.P. Autologous cell therapy for peripheral arterial disease: systematic review and meta-analysis of randomized non-randomized, and non-controlled studies. Circ. Res. 2017; 120: 8: 1326-1340. doi 10.1161/CIRCRESAHA.116.309045.6. Murphy M.P., Ross C.B., Kibbe M. Intramuscular injection of autologous bone marrow cells to prevent amputation in critical limb ischemia: the results of the phase IIIMOBILE Trial. J. Vasc. Surg. 2017; 65: 131-132.7. Arkhipov V.V. Clinical pharmacology of phosphoesterase inhibitors. Klinicheskaya farmakologiya. 2014; 3: 35-41( In Russ.).7. Архипов В.В. Клиническая фармакология ингибиторов фосфоэиэстеразы. Клиническая фармакология. 014;3:35-41.8. Gamidov S.I., Ovchinnikov R.I., Popova A.Yu., Izhbaev S.Kh. Phosphodiesterase type 5 inhibitors in the treatment of erectile dysfunction: past, present and future. Urologiya. 2017; 1: 103-108. ( In Russ.).8. Гамидов С.И., Овчинников Р.И., Попова А.Ю., Ижбаев С.Х. Ингибиторы фосфодиэстеразы 5-го типа в лечении эректильной дисфункции: прошлое, настоящее и будущее. Урология. 2017;1:103-108.9. Feiziev EE, Belous AS, Sukovatykh BS, Trubnikova EV. Patent No 2734158 Rossiiskaya Federatsiya. Sposob modelirovaniya kriticheskoi ishemii nizhnikh konechnostei u eksperimental'nykh zhivotnykh - krys No 2020111315. Kurskii gosudarstvennyi universitet zayavl 18.03.2020 ( In Russ.).9. Фейзиев Э.Э., Белоус А.С., Суковатых Б.С., Трубникова Е.В.Патент2734158 Российская Федерация. Способ моделирования критической ишемии нижних конечностей у экспериментальных животных-крыс №2020111315 Курский государственный университет заявл.18.03.2020.10. Boyum A. Separation of leukocytes from blood and bone marrow. Scand J Clin Lab Investig.1998;21(97):1–9.10. Boyum A. Separation of leukocytes from blood and bone marrow. Scand J Clin Lab Investig.1998; 21(97):1–9.11. Tzoumas N, Farrah TE, Dhaun N, Webb DJ. Established and emerging therapeutic uses of PDE type 5 inhibitors in cardiovascular disease. British Journal of Pharmacology. 2020;177(24):5467-5488. doi: 10. 1111/bph.14920.