Tissue Engineering of the Atrioventricular Valve: Decellularized Matrix in Ovine Mitral Allograft Model

Abstract

1 Медицинский университет Ганновера 2 Санкт-Петербургский государственный университет, медицинский факультет 3 Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова, кафедра госпитальной хирургии № 2 с клиникой Цель: разработка тканево-инженерной матрицы заменителя атриовентрикулярного клапана с использо-ванием децеллюляризированного аллографта. Материалы и методы. Работа была выполнена на овечьих митральных клапанах (n = 100). Клапаны были изъяты и децеллюляризированы целиком с использованием 21-го протокола, основанного на различных детергентных растворах. Эффективность децеллюляризации оценивалась при помощи иммунофлюоресцентного анализа на ДНК, маркер внутриклеточных антигенов и на эпитоп α-GAL как маркер мембран-ассоциированных антигенов, а также с помощью количественного анализа ДНК. Выполнены механические испытания полученной матрицы на одноосное растяжение. Про-веден тест на способность к репопуляции аллогенными эндотелиальными клетками. Для оценки струк-туры матрицы и степени ее репопуляции во время цитотоксического теста выполнялись гистологические окраски гематоксилином и эозином, по Мовату и по Ван-Гизону, а также ИФА на коллаген I, IV и маркеры эндотелиальных клеток. Результаты. Наиболее эффективными для децеллюляризации цельного митраль-ного аллографта показали себя протоколы, в которых концентрация детергентного раствора постепенно повышалась. Однако и этот метод оказался неэффективным в отношении мембран-ассоциированного эпи-топа α-GAL. Восстанавливающий агент позволил значительно улучшить результаты, полностью элимини-ровав ДНК и α-GAL, а абсолютное количество ДНК в тканях было уменьшено на 96,4%. Механические испытания выявили сопоставимые свойства нативных и децеллюляризированных клапанов, а при высеве на створки последних эндотелиальных клеток к 7-м суткам культивации их поверхность была покрыта монослоем клеток. Заключение. Полученные результаты позволяют констатировать возможность созда-ния матрицы для протеза атриовентрикулярного клапана с использованием децеллюляризированного ал-лографта, обладающего сопоставимыми с нативным клапаном механическими свойствами и потенциалом к репопуляции. Комбинация детергентого раствора восходящих концентраций и восстанавливающего аген-та эффективнее для децеллюляризации цельного митрального клапана, чем чистый детергентный раствор. Aim. Development of the tissue engineered matrix for the atrioventricular valve graft in a large animal model. Materials and мethods. The study was performed on ovine mitral valves (n = 100). The decellularization of the whole mitral valve grafts was performed using 21 different detergent-based protocols.