Physical and mechanical properties of devitalized xenografts based on pericardium, aortic valve leaflets and arteries

Abstract

Реферат: Изучали физико-механические свойства ткани перикарда, створок аортального клапана и артерий свиньи на этапах девитализации криорадиационным способом. Для предымплантационной обработки ксенотканей использовали низкие температуры и ионизирующее излучение. Проводили тест одноосного растяжения тканей после замораживанияотогрева, облучения потоком электронов, а также после их сочетанного воздействия. Показано, что экстрацеллюлярный матрикс (ЭЦМ) девитализированных тканей сохраняет свою целостность и обладает физико-механическими свойствами, характерными для нативных тканей как в продольном, так и поперечном направлении. Предварительное замораживание до-196°С проявляет радиопротекторное действие и нивелирует отрицательные эффекты β-радиации на ЭЦМ. Глубокое замораживание и β-радиация индуцируют образование дополнительных внутри-и межмолекулярных поперечных связей и проявляют синергический эффект: существенно усиливаются упругие свойства тканей. Модифицированная ткань перикарда, створок клапана и артерий с заданными физико-механическими характеристиками может использоваться в качестве тканевых имплантатов: упругие свойства обеспечивают длительное существование в организме реципиента; запас прочности позволяет выдерживать эксплуатационные нагрузки в процессе функционирования; сохраняется каркасность, эластичность, способность к растяжимости, устойчивость к излому и скручиванию. Ключевые слова: девитализация, тканевые имплантаты, ксенотрансплантация, физико-механические свойства биоматериалов, экстрацеллюлярный матрикс, низкие температуры, ионизирующее излучение. Реферат: Вивчали фізико-механічні властивості перикарду, стулок аортального клапана й артерій свині на етапах девіталізації кріорадіаційним способом. Для передімплантаційної обробки ксенотканин використовували низькі температури та іонізуюче випромінювання. Проводили тест одноосьового розтягування тканин після заморожування-відігріву, опромінення потоком електронів, а також після їх поєднаної дії. Показано, що екстрацелюлярний матрикс (ЕЦМ) девіталізованих тканин зберігає свою цілісність і має фізико-механічні властивості, характерні для нативних тканин як у поздовжньому, так і поперечному напрямку. Попереднє заморожування до-196°С проявляє радіопротекторну дію та нівелює негативні ефекти β-радіації на ЕЦМ. Глибоке заморожування і β-радіація індукують утворення додаткових внутрішньо-і міжмолекулярних поперечних звязків і проявляють синергічний ефект: істотно посилюються пружні властивості тканин. Модифікована тканина перикарду, стулки клапана й артерії з заданими фізико-механічними характеристиками може використовуватися як тканевий імплантат: пружні властивості забеспечують довгостроковий час існування в організмі реципієнта; запас міцності дозволяє витримувати експлуатаційні навантаження в процесі функціонування; зберігається каркасність, еластичність, здатність до розтяжності, стійкість до зламу та скручування. Ключові слова: девіталізація, тканинні імплантати, ксенотрансплантація, фізико-механічні властивості біоматеріалів, екстрацелюлярний матрикс, ...

Application of Cryoirradiation-Modified Xenopericardium for Building Bladder wall Defect

“…Thus, after subsequent treatments with low temperature and irradiation, the physical and chemical changes within the pericardium tissue resulted in a cascade of structural rearrangements, which led to the formation of additional cross links and more stable connective-tissue structure, preventing early enzymatic graft biodegradation within the recipient organism. These findings allow us to conclude that the modified tissue with the given characteristics could persist for a long time within the conditions of the body (which enabled repopulation and new structural formation processes), endure work load during functioning, while preserving tensile property and resistance to fracture and twisting (12, 17).…”

“…Deep freezing and β-radiation initiated the formation of additional interlinking and cross-linking; a synergistic effect was exhibited, producing significantly enforced tissue strength and elastic properties. Thus a more compact arrangement and strengthening fibers ensured structural stabilization and graft conservation: the xenografts retained safety margin, skeleton, elasticity, extensibility, resistance to fracture and twisting (10, 12).…”

Preservation of Mechanical and Morphological Properties of Porcine Cardiac Outflow Vessels after Decellularization and Wet Storage

“…Almost all data on mechanical properties in longitudinal tension remained at the level of control values of the corresponding subgroups (decellularized and non-decellularized). Such anisotropy of biomechanical properties in the connective tissue scaffold of the aortic wall is explained by the peculiarities of the three-dimensional orientation of CTF fibers, which provides effective compensation of intravascular fluid pressure pulsation to maintain active blood flow [ 43 , 44 ].…”

“…The deformability of the material is reflected in the relative elongation under tension indicator. This indicator is influenced by the structure and fiber composition of the tissue [ 43 ]. Previously, it was shown that the main mass of elastin fibers in the aortic wall is located in the media as part of elastin lamellae, which are predominantly arranged in the circumferential direction [ 44 , 45 , 46 ].…”