Particularities of the regenerative processes in the reconstruction of diaphragmatic defects with decelularized grafts of porcine pericardium in experimental model

Abstract

Actualmente se depun eforturi considerabile în elaborarea unor materiale biologice decelularizate ca alternativă de corecție chirurgicală a defectelor diafragmatice. Scopul acestui studiu a fost evaluarea eficienței, siguranței și particularităților proceselor de regenerare și remodelare tisulară ale alogrefelor decelularizate de pericard porcin crioprezervate, utilizate în reconstrucția defectelor diafragmatice, create chirurgical în model experimental la porci. Lotul de studiu a inclus 6 purcei cu greutatea de 10 kg, supuși laparotomiei subcostale stângi cu reconstrucția defectului diafragmatic, creat chirurgical, cu grefe decelularizate de pericard porcin (lotul 1 - 3 animale) și peritoneu porcin (lotul 2 - 3 animale). Exameul radilogic efectuat în loul 1 la 15 zile postoperator a stabilit o configurație normală a neohemidiafragmului creat, la a 60 zi postoperator fiind documentată eventrația nesemnificativă a neohemidiafragmului. În lotul 2 la a 15 zi postoperator a fost observată o eventrație neînsemnată a neohemidiafragmului, ulterior, ambele animale acestui lot decedînd subit la a 54 și a 60 zi postoperator din cauza dehiscenței grefei. În lotul I au fost observate zone cu o fibrilogeneză atipică (malformativă) care se evidențiau printr-un aspect multichistic sau lacunarcavitar, cu suprafețe interne tapetate cu epiteliu mezotelial peritoneal unistratificat aplatizat fără aspecte de activitate mitotică. Formațiunea cavitar-chistică putea fi și o pseudotumoră chistică cu septuri mai subțiri, cu o carcasă redusă din fibre de colagen. La animalele lotului 2 în ambele cazuri s-a constatat un hemidiafragm cu defect persistent determinat de reabsorbția parțială a materialului biologic, necătînd că putea fi observat și zone de țesut neoformat. Așadar, grefele decelularizate de peritoneu porcin utilizate în reconstrucția chirurgicală a diafragmului sunt caracterizate de o biorezistență redusă, care poate contribui la reabsorbția parțială a acestui material biologic cu dezvoltarea unor complicații grave. Grefele decelularizate de pericard au o biorezistență acceptabilă comparativ cu cele de peritoneu porcin, aceste date sugend necesitatea unor studii suplimentare pe termen lung, care ar avea ca scop obținerea unor rezultate mai durabile.

Considerable efforts are currently underway in the development of decellularized biologic materials as an alternative to surgical correction of diaphragmatic defects. The aim of this study was to evaluate the efficiency, safety and particularities of tissue regeneration and remodeling processes of allograft decellularized cryopreserved porcine pericardium, used in the reconstruction of diaphragmatic defects, surgically created in experimental model in pigs. The study group included 6 pigs weighing 10 kg, subjected to left subcostal laparotomy with surgical reconstruction of diaphragmatic defect, with decellularized grafts of porcine pericardium (1-3 animals) and porcine peritoneum (group 2- 3 animals). The radilogic examination performed in group 1 at 15 days postoperatively a normal configuration of the neohemidiaphragm created, at 60 postoperative day being documented the insignificant eventration of neohemidiaphragm. In group 2 to 15 postoperatively, a slight incidence of neohemidiaphragm was observed, after which both animals of this group died suddenly at 54 and 60 days postoperatively due to graft dehiscence. In 2 cases areas with atypical (malformative) fibrillogenesis were observed, which were evidenced by a multicystic or lacunar-cavity aspect, with internal surfaces covered with unistratified peritoneal mesothelial epithelium flattened without aspects of mitotic activity. The mesothelial cavity-cystic aspect has also been shown on border, in some cavities being present fibro-epithelial conjunctival micro-polyps. The cavity-cyst formation could also be a cystic pseudotumor with thinner septa, with a reduced collagen fiber housing. In the animals of lot 2, in both cases, there was a hemidiaphragm with persistent defect determined by the partial reabsorption of the biological material, although neoformed tissue areas could be observed. Therefore, decellularized porcine peritoneum grafts used in surgical reconstruction of the diaphragm are characterized by a low bioresistence which can contribute to the partial reabsorption of this biological material with the development of serious complications. Decellularized grafts of porcine pericardium have an acceptable bioresistence compared to porcine peritoneum, and this data suggests the need for further long-term studies that would seek to achieve more sustainable outcomes.