Structure of the thesis. The thesis includes annotations in Romanian, Russian and English,
list of abbreviations, 48 figures, 6 tables, introduction, 4 chapters with general conclusions,
practical recommendations, and study limitations. The paper is followed by the list of
bibliographic references with 287 sources, author’s disclaimer, and author's CV. The principal
results of the study were published in 20 scientific papers.
Keywords: cardiovascular diseases, peripheral arterial disease, bypass surgery, vascular
graft, tissue engineering, tissue engineered vascular graft, decellularization, detergent,
enzymatic treatment, sonication.
The aim of study. To develop new methods for decellularization of large- and small-diameter
blood vessels.
Objectives of the study. (1) To evaluate the efficiency of sonication-assisted methods for
decellularization of arterial vessels; (2) To test the effect of acoustic amplitude on the vascular
matrix; (3) To evaluate the effectiveness of chemical (SDS, SDC, Triton X-100, hypotonic
solution) and enzymatic (DNase-I) treatment in vascular tissue decellularization; (4) To
evaluate whether the decellularization protocol efficiency is depending on the vessel diameter;
(5) To check the informativeness of qualitative methods (H&E and DAPI) for confirmation
of the decellularization process; (6) To do morphological, biochemical, and biomechanical
characterization of treated blood vessels; (7) To assess the biocompatibility of acellular
scaffold by performing in vitro contact test; (8) To determine the efficiency of perfusion
decellularization for uniform cells’ elimination from long segments of blood vessels.
Scientific originality and novelty. Conducting the experimental study with comparison and
multilateral characterization of decellularization efficiency of different decellularization
approaches in term of cells’ elimination and matrix strength preservation contributed to the
completion of some gaps in the current scientific literature.
The scientific problem solved in the thesis consists in identifying the factors associated with
efficient cells’ removal and establishing novel procedures for blood vessels decellularization
and optimal characterization of acellular scaffold’s structure, a fact that will allow the
modification of the experimental paradigm through the scientifically reasoned selection of the
optimal experimental conditions.
Theoretical significance and applicative value. Decellularization efficiency of different
chemicals was specified; in addition, the indispensability of the enzymatic treatment in
combination with strong detergents for accelular vascular scaffolds production was
demonstrated. The data obtained during the research scientifically argue for the modification
of the current research strategy through the preferential use of carotid artery vs aorta as testing
model for development of small-diameter tissue-engineered vascular grafts. The failed attempt
to use the ultrasound for vascular tissue DC defines the necessity to perform additional studies
regarding the mechanism of ultrasound-induced cellular destruction.
The practical impact of the present study consists in implementation of novel techniques
of blood vessels decellularization in the Laboratory of Tissue Engineering and Cell Cultures,
Nicolae Testemitanu State University of Medicine and Pharmacy of the Republic of Moldova.
Structura tezei. Teza include adnotările în limbile engleză, română și rusă, lista abrevierilor,
48 de figuri, 6 tabele, introducere, 4 capitole cu concluzii generale, recomandări practice și
limitări ale studiului. Lucrarea este urmată de lista de referințe bibliografice cu 287 de surse,
declarația autorului și CV-ul autorului. Principalele rezultate ale studiului au fost publicate în
20 de lucrări științifice.
Cuvinte-cheie: boli cardiovasculare, boala arterială periferică, chirurgie bypass, grefă
vasculară, inginerie tisulară, grefă vasculară obținută prin inginerie tisulară, decelularizare,
detergent, tratament enzimatic, ultrasunet.
Scopul studiului. Dezvoltarea unor tehnici noi de decelularizare a vaselor sanguine de calibru
mare și mic.
Obiectivele studiului. (1) Evaluarea eficienței metodelor asistate de sonicare în
decelularizarea vaselor arterelor; (2) Testarea efectului amplitudinii acustice asupra matricei
vasculare; (3) Determinarea eficacității tratamentului chimic (SDS, SDC, Triton X-100,
soluție hipotonică) și enzimatic (DNază-I) în decelularizarea țesutului vascular; (4) Evaluarea
eficienței protocolului de decelularizare în funcție de diametrul vasului; (5) Aprecierea
informativității metodelor calitative (H&E și DAPI) pentru confirmarea procesului de
decelularizare; (6) Caracterizarea morfologică, biochimică și biomecanică a vaselor sanguine
prelucrate; (7) Testarea biocompatibilității matricei acelulare prin efectuarea testului de
contact in vitro; (8) Determinarea eficienței decelularizării prin perfuzie pentru eliminarea
uniformă a celulelor din segmentele lungi ale vaselor sanguine.
Originalitatea și noutatea științifică. Realizarea studiului experimental cu compararea și
caracterizarea multilaterală a eficienței diferitor tehnici de decelularizare în ceea ce privește
eliminarea celulelor și păstrarea rezistenței matricei pentru completarea unor lacune din
literatura științifică actuală.
Problema științifică rezolvată în teză constă în: identificarea factorilor asociați cu
îndepărtarea eficientă a celulelor din matrice și stabilirea unei proceduri noi de decelularizare
a vaselor sanguine de calibru mic, și caracterizarea optimă a structurii acelulare, fapt care va
permite modificarea paradigmei experimentale prin selectarea rațională din punct de vedere
științific a condițiilor experimentale optime.
Semnificația teoretică și valoarea aplicativă. A fost specificată eficiența de decelularizare
a diferitor substanțe chimice; în plus, a fost demonstrat caracterul indispensabil al
tratamentului enzimatic în combinație cu detergenți puternici pentru producerea matricei
vasculare acelulare. Datele obținute argumentează științific modificarea strategiei actuale de
cercetare prin utilizarea preferențială a arterei carotide față de aortă ca model de testare pentru
dezvoltarea grefelor vasculare de diametru mic prin inginerie tisulară. Încercarea eșuată de a
utiliza ultrasunetul pentru decelularizarea țesutului vascular definește necesitatea de a efectua
studii suplimentare privind mecanismul de distrugere celulară indusă de undele sonore.
Impactul practic al prezentului studiu constă în implementarea unei tehnici noi de
decelularizare a vaselor sanguine în cadrul Laboratorului de inginerie tisulară și culturi
celulare, Universitatea de Stat de Medicină și Farmacie „Nicolae Testemițanu”, Chișinău,
Republica Moldova.
Структура диссертации. Диссертация включает аннотации на румынском, русском и
английском языках, список сокращений, 48 рисунков, 6 таблиц, введение, 4 главы с
общими выводами, практические рекомендации и ограничения исследования, список
из 287 библиографических источников, авторскую декларацию и резюме. Основные
результаты исследования опубликованы в 20 научных работах.
Ключевые слова: сердечно-сосудистые заболевания, заболевания периферических
артерий, шунтирование, сосудистый трансплантат, тканевая инженерия, сосудистый
трансплантат полученный тканевой инженерией, децеллюляризация, детергент,
ферментативная обработка, ультразвук.
Цель исследования. Описать новые техники децеллюляризации кровеносных сосудов
большого и малого калибра.
Задачи исследования. (1) Оценить эффективность методов децеллюляризации сонной
артерии свиньи с помощью ультразвука; (2) Проверить влияние акустической
амплитуды на сосудистый матрикс; (3) Оценить эффективность химического (ДСН,
ДДК, Тритон Х-100, гипотонический раствор) и ферментативного (ДНКаза-I) лечения
при децеллюляризации сосудистой ткани; (4) Оценить эффективность протокола
децеллюляризации в зависимости от диаметра сосуда; (5) Проверить информативность
качественных методов (H&E и DAPI) для подтверждения процесса децеллюляризации;
(6) Провести морфологическую, биохимическую и биомеханическую характеристику
обработанных кровеносных сосудов; (7) Оценить биосовместимость бесклеточного
каркаса путем проведения контактного теста in vitro; (8) Определить эффективность
перфузионной децеллюляризации для однородного удаления клеток из длинных
сегментов кровеносных сосудов.
Научная оригинальность и новизна. Проведение экспериментального исследования
со сравнением и многосторонней характеристикой эффективности различных методов
децеллюляризации с точки зрения удаления клеток и сохранения прочности матрикса.
Научная проблема, решаемая в диссертации, заключается в выявлении факторов,
связанных с эффективным удалением клеток, и создании новой процедуры
децеллюляризации кровеносных сосудов и оптимальной характеристики структуры
ацеллюлярного матрикса, что позволит модифицировать экспериментальную парадигму
путем научно обоснованного выбора оптимальных условий эксперимента.
Теоретическая значимость и прикладное значение. Уточнена эффективность
децеллюляризации различными химическими веществами; продемонстрирована
незаменимость ферментативной обработки в сочетании с сильными детергентами для
производства сосудистого ацеллюлярного матрикса. Неудачная попытка
использования ультразвука определяет необходимость проведения дополнительных
исследований относительно механизма разрушения клеток, индуцированного
ультразвуком.
Практическая значимость настоящего исследования заключается во внедрении
новой методики децеллюляризации кровеносных сосудов в Лаборатории тканевой
инженерии и культуры клеток Государственного Университета Медицины и Фармации
им. Николае Тестемицану, Кишинев, Республика Молдова.
