Science and Innovations in MedicineScience and Innovations in MedicineНаука и инновации в медицине2500-13882618-754XFSBEI of Higher Education SamSMU of Ministry of Health of the Russian Federation64654710.35693/SIM646547BiotechnologyБиотехнологияResearch ArticleMorphological evaluation of decellularized lyophilized amniotic membraneОценка морфологической структуры децеллюляризованной человеческой амниотической мембраныhttps://orcid.org/0009-0003-2986-5913KuchukKseniya E.КучукК. Е.
Russian Federation

MD, ophthalmologist, head of the tissue procurement and preservation department

врач-офтальмолог, заведующая отделением заготовки и консервации тканей

kuchukke@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8510-3118VolovaLarisa T.ВоловаЛ. Т.
Russian Federation

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor, Director of the “BioTech” Research Institute

д-р мед. наук, профессор, директор НИИ «БиоТех»

l.t.volova@samsmu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6855-6828NovikovIosif V.НовиковИ. В.
Russian Federation

MD, Cand. Sci. (Medicine), assistant of the Department of Traumatology, Orthopedics and Extreme Surgery named after Academician of the Russian Academy of Sciences A.F. Krasnov

канд. мед. наук, ассистент кафедры травматологии, ортопедии и экстремальной хирургии имени академика РАН А.Ф. Краснова

р111аа@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7610-7523MilyudinEvgenii S.МилюдинЕвгений Сергеевич
Russian Federation

MD, Dr. Sci. (Medicine), Associate professor, Department of Operative Surgery and Clinical Anatomy with a course in Medical Information Technologies

д-р мед. наук, доцент кафедры оперативной хирургии и клинической анатомии с курсом медицинских информационных технологий

e.s.milyudin@samsmu.ruSamara Regional Clinical Ophthalmological Hospital named after T.I. EroshevskyГБУЗ «СОКОБ имени Т.И. Ерошевского»Samara State Medical UniversityФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России10042025240820251031881942601202521032025Copyright ©; 2025, Kuchuk K.E., Volova L.T., Novikov I.V., Milyudin E.S.Copyright ©; 2025, Кучук К.Е., Волова Л.Т., Новиков И.В., Милюдин Е.С.2025Kuchuk K.E., Volova L.T., Novikov I.V., Milyudin E.S.Кучук К.Е., Волова Л.Т., Новиков И.В., Милюдин Е.С.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://innoscience.ru/2500-1388/article/view/646547

Aim – to study the morphological structure of lyophilized amniotic membrane preliminarily subjected to physical decellularization.

Material and methods. An experimental study of the preservation of the anatomical structure of lyophilized amniotic membrane was performed on four groups of amniotic membrane fragments. Group 1: AM impregnated with glycerin and dried over silica gel; Group 2: AM impregnated with glycerin, treated ultrasonically and lyophilized; Group 3: AM treated ultrasonically and lyophilized; Group 4: native AM without preservation. The biomaterial was studied using light microscopy and scanning electron microscopy.

Results. Physical methods of influencing biological tissue have an expected effect on cell viability and allow obtaining a completely decellularized amniotic membrane. Additional treatment with glycerol before physical action on biological tissue for the purpose of decellularization does not have a significant effect on the preservation of cellular structures. It should only be noted that in the amniotic membrane impregnated with glycerol, more fragments of epithelial cell membranes are preserved and the basement membrane is more preserved.

Conclusion. The decellularization method developed by us using physical methods does not introduce any chemicals into the processed biomaterial that can have an unpredictable effect on regenerating tissues. Preservation of the amniotic membrane by lyophilization allows obtaining a morphologically integral, elastic and durable biomaterial.

Цель – изучить морфологическую структуру лиофилизированной амниотической мембраны, предварительно подвергнутой децеллюляризации физическим методом.

Материал и методы. Экспериментальное исследование сохранности анатомической структуры лиофилизированной амниотической мембраны (АМ) было выполнено на четырех группах фрагментов амниотической мембраны. Первая группа – АМ, пропитанная глицерином и высушенная над силикагелем; вторая группа – АМ, пропитанная глицерином и обработанная ультразвуком, лиофилизированная; третья группа – АМ, обработанная ультразвуком и лиофилизированная; четвертая группа – нативная АМ, не консервированная.

Выполнено изучение биоматериала с помощью световой микроскопии и сканирующей электронной микроскопии.

Результаты. Физические методы воздействия на биологическую ткань ожидаемо оказывают влияние на жизнеспособность клеток и позволяют получить полностью децеллюляризованную амниотическую мембрану. Дополнительная обработка АМ глицерином перед физическим воздействием с целью децеллюляризации достоверно не способствует сохранению клеточных структур. При этом необходимо отметить, что в амниотической мембране, пропитанной глицерином, после физического воздействия сохраняется значимо больше фрагментов мембран эпителиальных клеток и более сохранна базальная мембрана.

Выводы. Разработанный нами метод децеллюляризации с использованием физических методов не подразумевает внесения в обрабатываемый биоматериал каких-либо химических веществ, которые впоследствии могут оказать непредсказуемое воздействие на окружающие имплантированную АМ регенерирующие ткани. Также консервация АМ предложенным способом лиофилизации позволяет получить морфологически целостный, эластичный и прочный биоматериал для регенеративной медицины.

amniotic membranedecellularizationlyophilizationmorphology of lyophilized amniotic membraneамниотическая мембранадецеллюляризациялиофилизацияморфология лиофилизированной амниотической мембраныMeller D, Pires RT, Mack RJ, et al. Amniotic membrane transplantation for acute chemical or thermal burns. Ophthalmology. 2000;107(5):980-9; discussion 990. DOI: 10.1016/s0161-6420(00)00024-5Niknejad H, Peirovi H, Jorjani M, et al. Properties of the amniotic membrane for potential use in tissue engineering. Eur Cell Mater. 2008;15:88-99. DOI: 10.22203/ecm.v015a07Pollard SM, Aye NN, Symonds EM. Scanning electron microscope appearances of normal human amnion and umbilical cord at term. Br J Obstet Gynaecol. 1976;83(6):470-7. DOI: 10.1111/j.1471-0528.1976.tb00868.xAdds PJ, Hunt CJ, Dart JK. Amniotic membrane grafts, “fresh” or frozen? A clinical and in vitro comparison. Brit J Ophthalmol. 2001;85(8):905-7. DOI: 10.1136/bjo.85.8.905Aleksandrova OI, Gavrilyuk IO, Mashel TV, et al. On preparation of amniotic membrane as a scaffold for cultivated cells to create corneal bioengineering constructs. Saratov Journal of Medical Scientific Research. 2019;15(2):409-413. [Александрова О.И., Гаврилюк И.О., Машель Т.В., и др. К вопросу о подготовке амниотической мембраны в качестве скаффолда для культивируемых клеток при создании биоинженерных конструкций роговицы. Саратовский научно-медицинский журнал. 2019;15(2):409-413]. URL: https://ofmntk.ru/files/upload/2019215.pdfLi H, Niederkorn JY, Neelam S, et al. Immunosuppressive Factors Secreted by Human Amniotic Epithelial Cells. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2005;46(3):900-907. DOI: 10.1167/iovs.04-0495.Koizumi NJ, Inatomi TJ, Sotozono CJ, et al. Growth factor mRNA and protein in preserved human amniotic membrane. Curr Eye Res. 2000;20(3):173-7. PMID: 10694891Riau AK, Beuerman RW, Lim LS, Mehta JS. Preservation, sterilization and de-epithelialization of human amniotic membrane for use in ocular surface reconstruction. Biomaterials. 2010;31(2):216-25. DOI: 10.1016/j.biomaterials.2009.09.034Adds PJ, Hunt CJ, Dart JK. Amniotic membrane grafts, “fresh” or frozen? A clinical and in vitro comparison. Br J Ophthalmol. 2001;85(8):905-7. DOI: 10.1136/bjo.85.8.905Milyudin ES. Technology of preservation of the amniotic membrane by drying with silica gel. Technologies of living systems. 2006;3(3):44-49. (In Russ.). [Милюдин Е.С. Технология консервации амниотической мембраны путем высушивания над силикагелем. Технологии живых систем. 2006;3(3):44-49].Milyudin ES, Kuchuk KE, Bratko OV. Preserved amniotic membrane in a small tissue-engineering complex of the anterior corneal epithelium. Perm Medical Journal. 2016;33(5):47-54. [Милюдин Е.С., Кучук К.Е., Братко О.В. Консервированная амниотическая мембрана в структуре тканеинженерного комплекса переднего эпителиального слоя роговицы. Пермский медицинский журнал. 2016;33(5):47-54]. DOI: 10.17816/pmj33547-53Kim JC, Tseng SCG. Transplantation of preserved human amniotic membrane for surface reconstruction in severly damaged rabbit corneas. Cornea. 1995;14:473-484. PMID: 8536460Koizumi N, Fullwood NJ, Bairaktaris G, et al. Quantock Cultivation of Corneal Epithelial Cells on Intact and Denuded Human Amniotic Membrane. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 2000;41:2506-2513. PMID: 10937561Lin CH, Hsia K, Su CK, et al. Sonication-Assisted Method for Decellularization of Human Umbilical Artery for Small-Caliber Vascular Tissue Engineering. Polymers (Basel). 2021;13(11):1699. DOI: 10.3390/polym13111699Melkonyan KI, Rusinova TV, Kozmai YaA, Asyakina AS. Assessment of Nuclear Material Elimination by Different Methods of Dermis Decellularization. Journal Biomed. 2021;17(3E):59-63. [Мелконян К.И., Русинова Т.В., Козмай Я.А., Асякина А.С. Оценка элиминации ядерного материала при различных методах децеллюляризации дермы. Биомедицина. 2021;17(3E):59-63]. DOI: 10.33647/2713-0428-17-3E-59-63Murphy SV, Skardal A, Nelson RAJr, et al. Amnion membrane hydrogel and amnion membrane powder accelerate wound healing in a full thickness porcine skin wound model. Stem Cells Transl Med. 2020;9(1):80-92. DOI: 10.1002/sctm.19-0101Startseva OI, Sinelnikov ME, Babayeva YuV, Trushenkova VV. Decellularization of organs and tissues. Pirogov Russian Journal of Surgery. 2019;(8):59-62. [Старцева О.И., Синельников М.Е., Бабаева Ю.В., Трущенкова В.В. Децеллюляризация органов и тканей. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2019;(8):59-62]. DOI: 10.17116/hirurgia201908159Tovpeko DV, Kondratenko AA, Astakhov AP, et al. Decellularization of organs and tissues as a key stage in the creation of biocompatible material. Bulletin of the Military Innovation Technopolis “Era”. 2023;4(4):342-346. [Товпеко Д.В., Кондратенко А.А., Астахов А.П., и др. Децеллюляризация органов и тканей как ключевой этап создания биосовместимого материала. Вестник Военного инновационного технополиса «Эра». 2023;4(4):342-346]. DOI: 10.56304/S2782375X23040150 EDN: IHEIWC