Obţinerea şi caracterizarea matricelor arteriale xenogene acelulare ca material potenţial pentru grefă în chirurgie vasculară

Abstract

Introducere. Abordările inovatoare în inginerie tisulară, inclusiv tehnica de decelularizare (DC), pot revoluţiona domeniul chirurgical prin oferirea biomaterialelor avansate şi rezistente. Matricele DC pot deveni un substituent funcţional al autogrefelor vasculare, oferind rezultate clinice bune vs materialele sintetice. Scop. Scopul studiului este de a descrie condiţiile optime de spălare pentru obţinerea grefelor biocompatibile şi funcţionale pentru utilizare în bypass-ul vascular şi crearea de abord arteriovenos. Material şi metode. Segmentele de aortă porcină au fost decelu-larizate prin incubare tisulară în bufer hipotonic, urmată de prelucrarea cu detergenţi (SDS şi SDC) la concentraţii mici, spălare şi procesare enzimatic. Procedura de spălare aplicată s-a diferenţiat în funcţie de durata tratamentului cu Triton X-100. Specimenele obţinute a fost caracterizate calitativ. Rezultate. Analiza histologică (H&E şi DAPI) a demonstrat lipsa componentului celular în toate grupele experimentale şi a confirmat integritatea histoarhitecturii ţesutului cu prezervarea principalelor proteine structurale. Testul MTT bazat pe evaluarea activităţii metabolice a fost utilizat pentru evaluarea in vitro a biocompatibilităţii matricei. Activitatea metabolică celulară a fost cuantificată în funcţie de reacţia colorimetrică. Viabilitatea celulară maximală a fost înregistrată în grupele prelucrate cu surfactant nonionic, demonstrând imunogenitatea scăzută a implantului, capacitatea de a fi integrat în ţesutul gazdă şi recelu-larizat. Concluzii. Modificarea condiţiilor de lucru, anume tehnicii de spălare, este factorul de procesare responsabil pentru creşterea citotoxicităţii determinată de reziduurile chimice. Aplicarea substanţelor anionice este o soluţie, iar creşterea duratei de expunere îmbunătăţeşte rezultatul fără impact structural.

Introduction. Innovative tissue-engineering approaches, including decellularization (DC), can revolutionize the surgical field by offering advanced resistant and biocompatible biomaterials. DC scaffold can become a functional replacement of vascular autografts, offering better clinical outcomes over synthetic materials. Objective. The Objective. of the study is to describe optimal washing conditions for the generation of biocompatible and functional grafts for use in vascular bypass surgery and creation of arteriovenous access. Material and methods. The segments of fresh porcine aortas were decellularized by tissue incubation in hypotonic buffer, followed by subjecting to low concentrations of SDS and SDC, washing, and enzymatic treatment. Washing procedure differed according to the duration of Triton X-100 treatment. A qualitative characterization of the obtained specimens was performed. Results. Histological analysis (H&E and DAPI) demonstrated a lack of cells in all experimental groups and confirmed the integrity of tissue histioarchitecture with retention of major structural proteins. MTT assay based on metabolic activity assessment was used for in vitro biocompatibility evaluation of the scaffold. Preservation of cellular metabolic activity was quantified according to the color change reaction. The highest cellular viability was registered in the groups treated with non-ionic surfactant, demonstrating the implant's low im-munogenicity, capability to be integrated with the host tissue, and recellularized. Conclusion. Modification of working conditions, namely washing, is responsible for scaffold cytotoxicity induced by ionic detergents’ remnants. In this case application of anionic chemicals becomes a salvageable strategy. Increasing the duration of exposure improves the result without any structural impact.