Физико-механичеÑкие ÑвойÑтва девитализированных кÑеноимплантатов на оÑнове перикарда, Ñтворок аортального клапана и артерий
DOI:
https://doi.org/10.15407/cryo25.04.311Ключові слова:
девіталізаціÑ, тканинні імплантати, кÑенотранÑплантаціÑ, фізико-механічні влаÑтивоÑÑ‚Ñ– біоматеріалів, екÑтрацелюлÑрний матрикÑ, низькі температури, іонізуюче випромінюваннÑАнотація
Вивчали фізико-механічні влаÑтивоÑÑ‚Ñ– перикарду, Ñтулок аортального клапана й артерій Ñвині на етапах деві-талізації кріорадіаційним ÑпоÑобом. Ð”Ð»Ñ Ð¿ÐµÑ€ÐµÐ´Ñ–Ð¼Ð¿Ð»Ð°Ð½Ñ‚Ð°Ñ†Ñ–Ð¹Ð½Ð¾Ñ— обробки кÑенотканин викориÑтовували низькі температури та іонізуюче випромінюваннÑ. Проводили теÑÑ‚ однооÑьового розтÑÐ³ÑƒÐ²Ð°Ð½Ð½Ñ Ñ‚ÐºÐ°Ð½Ð¸Ð½ піÑÐ»Ñ Ð·Ð°Ð¼Ð¾Ñ€Ð¾Ð¶ÑƒÐ²Ð°Ð½Ð½Ñ-відігріву, Ð¾Ð¿Ñ€Ð¾Ð¼Ñ–Ð½ÐµÐ½Ð½Ñ Ð¿Ð¾Ñ‚Ð¾ÐºÐ¾Ð¼ електронів, а також піÑÐ»Ñ Ñ—Ñ… поєднаної дії. Показано, що екÑтрацелюлÑрний Ð¼Ð°Ñ‚Ñ€Ð¸ÐºÑ (ЕЦМ) девіталізованих тканин зберігає Ñвою ціліÑніÑÑ‚ÑŒ Ñ– має фізико-механічні влаÑтивоÑÑ‚Ñ–, характерні Ð´Ð»Ñ Ð½Ð°Ñ‚Ð¸Ð²Ð½Ð¸Ñ… тканин Ñк у поздовжньому, так Ñ– поперечному напрÑмку. Попереднє Ð·Ð°Ð¼Ð¾Ñ€Ð¾Ð¶ÑƒÐ²Ð°Ð½Ð½Ñ Ð´Ð¾ –196°С проÑвлÑÑ” радіопротекторну дію та нівелює негативні ефекти [beta–]-радіації на ЕЦМ. Глибоке Ð·Ð°Ð¼Ð¾Ñ€Ð¾Ð¶ÑƒÐ²Ð°Ð½Ð½Ñ Ñ– [beta–]-Ñ€Ð°Ð´Ñ–Ð°Ñ†Ñ–Ñ Ñ–Ð½Ð´ÑƒÐºÑƒÑŽÑ‚ÑŒ ÑƒÑ‚Ð²Ð¾Ñ€ÐµÐ½Ð½Ñ Ð´Ð¾Ð´Ð°Ñ‚ÐºÐ¾Ð²Ð¸Ñ… внутрішньо- Ñ– міжмолекулÑрних поперечних звÑзків Ñ– проÑвлÑÑŽÑ‚ÑŒ Ñинергічний ефект: Ñ–Ñтотно поÑилюютьÑÑ Ð¿Ñ€ÑƒÐ¶Ð½Ñ– влаÑтивоÑÑ‚Ñ– тканин. Модифікована тканина перикарду, Ñтулки клапана й артерії з заданими фізико-механічними характериÑтиками може викориÑтовуватиÑÑ Ñк тканевий імплантат: пружні влаÑтивоÑÑ‚Ñ– забеÑпечують довгоÑтроковий Ñ‡Ð°Ñ Ñ–ÑÐ½ÑƒÐ²Ð°Ð½Ð½Ñ Ð² організмі реципієнта; Ð·Ð°Ð¿Ð°Ñ Ð¼Ñ–Ñ†Ð½Ð¾ÑÑ‚Ñ– дозволÑÑ” витримувати екÑплуатаційні Ð½Ð°Ð²Ð°Ð½Ñ‚Ð°Ð¶ÐµÐ½Ð½Ñ Ð² процеÑÑ– функціонуваннÑ; зберігаєтьÑÑ ÐºÐ°Ñ€ÐºÐ°ÑніÑÑ‚ÑŒ, елаÑтичніÑÑ‚ÑŒ, здатніÑÑ‚ÑŒ до розтÑжноÑÑ‚Ñ–, ÑтійкіÑÑ‚ÑŒ до зламу та ÑкручуваннÑ.
Посилання
Akatov V.S., Ryndina N.I., Solovyov V.V. et al. Improving biocompatibility of heart valve and vascular transplants by their devitalization and repopulation by recipient cells. Cell Technologies in Biology and Medicine 2006; (3): 166–171.
Akhmedov Sh. D., Afanasjev S.A., Dyakova M.L. et al. The use of perfusion decellularized matrix for new blood vessels formation in heart by the method of tissue engineering. Cell Transplan-tology and Tissue Engineering 2009; 4(2): 32–39.
Andrianova L.E., Semenova S.N. Biochemistry of extracellular matrix. In: Severin E.S., editor. Biochemistry. Moscow: GEOTAR-MED; 2004.
Bailey A.J., Rhodes D.N.,Cater C.W. Irradiation-induced crosslinking of collagen. Radiat Res 1964; 22: 606–621. CrossRef PubMed
Bekman I.N. Radiation and nuclear medicine: physical and chemical aspects. In: Radiochemistry. Shelkovo; 2012.
Bokeria L.A., Kagramanov I.I., Kokshenev I.V. et al., Biological material for prosthesis. Patent of Russian Federation 2430746 IPC ÐÐ61L 27/38, Ð61F2/24, 10.04.2011.
Borschel G., Huang Y., Calve S. et al. Tissue engineering of recellularized small-diameter vascular grafts. Tissue Eng. 2005; 11(5–6): 778–786.
Bujan J., Pascual G., Lopez R. et al. Gradual thawing improves the preservation of cryopreserved arteries. Cryobiology 2001; 42(2): 256–265. CrossRef PubMed
Byzov D.V., Mikhailova I.P., Sandomirskiy B.P. et al. A new approach to the creation of small-diameter vascular pros-theses. In: Goltsev A.N., editor. Current problems of cryobiology and cryomedicine. Kharkov; 2012. – p. 623–654.
Byzov D.V., Repin N.V., Marchenko L.N., et al. Ultrastructure of arteries after devitalization with low temperatures and ionizing irradiation. Probl. Cryobiol. 2011; 21(2): 137–146.
Byzov D.V., Synchikova O.P., Mikhaylova I.P. et al. Ionizing irradiation effect on porcine arteries for creation of devitalized sÑaffolds. Biotechnologiya 2010; 3 (6): 75–79.
Gilbert T., Sellaro T., Badylak S. Decellularization of tissues and organs. Biomaterials 2006; 27(19): 3675–3683. CrossRef
Grauss R.W., Hazekamp M.G., Oppenhuizen F. et al. Histolo-gical evaluation of decellularised porcine aortic valves: matrix changes due to different decellularisation methods. Eur J Cardiothorac Surg 2005; 27(4):566–571. CrossRef PubMed
Hlusov I.A. Biomechanic basics of biocompatible materials and biological tissues. Tomsk; 2007.
Ignatyeva N.U. Collagen – the main protein of connective tissue (review). Esteticheskaya Meditsina 2005; 6(3): 247–256.
Leshenko V.G., Ilich G.K. Medical and biological physics: a tutorial. Moscow: INFRA-M; 2012.
Nardid O.A. Effect of low temperatures on protein systems. Probl Cryobiol Cryomed 2014; 24(2): 83–101. CrossRef
Ponamarev U.E., Mitasov V.E. Cryopreservation of aortic valves. In: Current problems of Cryobiology and Cryomedicine. Kiev: Naukova dumka; 1981.
Repin N.V., Marchenko L.N., Govorukha T.P. et al. Ultrastructure of porcine pericardium and aortic valve tissues, devitalized with cryogenic and irradiation exposures. Probl Cryobiol Cryomed 2015; 25(3): 246–254. CrossRef
Robinson K.A., Li J., Mathison M. et al. Extracellular matrix scaffold for cardiac repair. Circulation 2005; 112(9): I135–I143.
Sandomirsky B.P., Byzov D.V., Mikhaylova I.P. et al. Method for preparation of xenogenous arteries for vascular prosthesis replacement. Patent of Ukraine 68379 IPC A61L27/00 A01N1/02, 26.03.2012.
Schmidt C.E., Baier J. M. Acellular vascular tissues: natural biomaterials for tissue repair and tissue engineering. Biomaterials 2000; 21(2): 2215–2231.
Serov V.V. Shehter A.B. Connective tissue. Moscow: Medicina; 1981.
Sevastyanov V.I., Kirpichikova M.T. Biocompatible materials. Moscow: MIA; 2011.
Sevastyanov V.I., Vasin S.L., Perova N.V. Research methods of biomaterials and medical devices. In: Biocompatibility. Moscow; 1999.
Solanesa N., Riqola M., Castella A.M. et al. Cryopreservation alters antigenicity of allografts in a porcine model of transplant vasculopathy. Transplant Proc 2004; 1(10): 3288–3294. CrossRef PubMed
Spirydonau S.V., Yudina O.A., Shket A.P., et al. Variants of cryopreserved allografts preparation before implantation. Novosti Khirurgii 2013; 21(2): 76–81. CrossRef
Tudorache I., Cebotari S., Sturz G. et al. Tissue engineering of heart valves: biomechanical and morphological properties of decellularised heart valves. J Heart Valve Dis 2007; 16(5): 567–573.
Valentin J., Stewart-Akers A., Gilbert T. et al. Macrophage participation in the degradation and remodeling of extracellular matrix scaffolds. Tissue Eng 2009; 15(7): 1687–1694. CrossRef PubMed
Vasin S.L., Rosanova I.B., Sevastianov V.I. The role of proteins in the nucleation and formation of calcium-containing deposits on biomaterials surface. J Biomed Mater Res 1998; 1(39): 491–498. CrossRef
Venkatasubramanian R.T., Grassl E.D., Barocas V.H. et al. Effects of freezing and cryopreservation on the mechanical properties of arteries. Ann Biomed Eng 2006; 34(5): 823–832. CrossRef PubMed
Wassenaar C., Wijsmuller E.G., Van Herwerden L.A. et al. Cracks in cryopreserved aortic allografts and rapid thawing. Ann Thorac Surg 1995; 60(2): S165–167.
Yang J., Yamato M., Shimizu T. et al. Reconstruction of func-tional tissues with cell sheet engineering. Biomaterials 2007; 28(34): 5033–5043. CrossRef PubMed
Yannas I.V., Tzeranis D.S., Harley B.A., So P.T. Biologically active collagen-based scaffolds: advances in processing and characterization. Philos Trans A Math Phys Eng Sci 2010; 368(1917): 2123–2139. CrossRef PubMed
Yarmonenko S.P., Vajson A.A. Human and animal radiobiology. Moscow: Vysshaya shkola; 2004.
Zeeman R. Cross-linking of collagen-based materials Enschede: Fedodruk BV; 1998.
Zhmakin A. I. Physical aspects of cryobiology. Uspekhi Fizicheskikh Nauk 2008; 51(3): 231–252. CrossRef
Zhorina L.V., Zmievskoj G.N. Fundamentals of the interaction of physical fields with biologicals. Moscow: N.E. Bauman Moscow State Technical University; 2014.
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Irina P. Mikhailova, Anna A. Manchenko, Denis V. Byzov, Boris P. Sandomirsky
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
