Морфологические особенности ремоделирования биологических и тканеинженерных сосудистых заплат: результаты испытаний на модели овцы

Морфологические особенности ремоделирования биологических и тканеинженерных сосудистых заплат: результаты испытаний на модели овцы

Автор: Прокудина Е. С., Сенокосова Е. А., Антонова Л. В., Мухамадияров Р. А., Кошелев В. А., Кривкина Е. О., Великанова Е. А., Кочергин Н. А.

Журнал: Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины @cardiotomsk

Рубрика: Экспериментальные исследования

Статья в выпуске: 4 т.38, 2023 года.

Бесплатный доступ

Одним из способов реконструкции артериальной стенки является эндартерэктомия с использованием сосудистой заплаты. Применение протезов сосудистой стенки, изготовленных из существующих материалов, может приводить к возникновению осложнений с необходимостью реоперации. Актуален поиск новых материалов для изготовления сосудистых заплат, обладающих оптимальной совместимостью со стенкой сосуда.Цель: изучить динамику и сравнить морфологические особенности ремоделирования тканеинженерных сосудистых заплат из фиброина шелка (ФШ) и биологических лоскутов из ксеноперикарда (КП), имплантированных в стенку сонной артерии овец.Материал и методы. Матриксы из 15% раствора ФШ (n = 2) изготавливали методом электроспиннинга. Для сравнения использовали лоскуты из бычьего перикарда (n = 2). Сосудистые заплаты имплантировали овцам в стенку сонной артерии сроком на 2 и 6 мес. Проводили гистологическое исследование эксплантированных образцов, сканирующую электронную микроскопию и конфокальную микроскопию со специфической иммунофлюоресцентной окраской препаратов.Результаты. На основе имплантированной ФШ-заплаты сформировалась неоинтима и неоадвентиция. Спустя 2 мес. имплантации ФШ-матрикс сохранил свою структуру; через 6 мес. наблюдалась умеренная биодеградация материала с замещением собственной тканью сосуда. Участков кальцификации и массивного воспаления не обнаружено. Спустя 6 мес. выявлена гиперплазия неоинтимы в проекции имплантированной ФШ-заплаты. На основе имплантированного КП-лоскута также сформировалась неоинтима и неоадвентиция. Через 2 мес. выявлено расслоение имплантированного КП. Спустя 6 мес. обнаружена гиперплазия неоинтимы в проекции КП-заплаты.Заключение. Ремоделирование ФШ-заплаты и КП-лоскута, имплантированных в стенку сонной артерии овцы, шло по пути формирования трехслойной структуры, напоминающей архитектуру собственной стенки сосуда, с признаками умеренной биодеградации материала. Гиперплазия неоинтимы объясняется недостаточной комплаентностью артериальной стенки и заплаты, что требует совершенствования состава имплантированного матрикса.

Еще

Фиброин шелка, тканевая инженерия, сосудистая заплата, ксеноперикард, сонная артерия, неоинтима, гиперплазия

Короткий адрес: https://sciup.org/149144435

IDR: 149144435   |   DOI: 10.29001/2073-8552-2023-38-4-250-259

Список литературы Морфологические особенности ремоделирования биологических и тканеинженерных сосудистых заплат: результаты испытаний на модели овцы

  • Mensah G.A., Roth G.A., Fuster V. The global burden of cardiovascular diseases and risk factors: 2020 and beyond. J. Am. Coll. Cardiol. 2019;74(20):2529-2532. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2019.10.009.
  • AbuRahma A.F., Avgerinos E.D., Chang R.W., Darling R.C. 3rd, Duncan A.A., Forbes T.L. et al. Society for Vascular Surgery clinical practice guidelines for management of extracranial cerebrovascular disease. J. Vasc. Surg. 2022;75(1S):4-22. https://doi.org/10.1016/j.jvs.2021.04.073.
  • Севостьянова В.В., Миронов А.В., Антонова Л.В., Тарасов Р.С. Применение сосудистых заплат для артериальной реконструкции, проблемы и перспективные технологии. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2019;8(3):116-129. https://doi.org/10.17802/2306-1278-2019-8-3-116-129.
  • Allen K.B., Adams J.D., Badylak S.F., Garrett H.E., Mouawad N.J., Oweida S.W. et al. Extracellular matrix patches for endarterectomy repair. Front. Cardiovasc. Med. 2021;11(8):1-13. https://doi.org/10.3389/fcvm.2021.631750.
  • Liesker D.J., Gareb B., Looman R.S., Donners S.J.A., de Borst G.J., Zeebregts C.J. et al. Patch angioplasty during carotid endarterectomy using different materials has similar clinical outcomes. J. Vasc. Surg. 2023;77(2):559-566. https://doi.org/10.1016/j.jvs.2022.09.027.
  • Wang M., Wang Y., Pan P., Liu X., Zhang W., Hu C. et al. A high molecular weight silk fibroin scaffold that resists degradation and promotes cell proliferation. Biopolymers. 2023;114(7):e23554. https://doi.org/10.1002/bip.23554.
  • Prokudina E.S., Senokosova E.A., Antonova L.V., Krivkina E.O., Velikanova E.A., Akentieva T.N. et al. New tissue-engineered vascular matrix based on regenerated silk fibroin: in vitro study. Sovremennye tehnologii v medicine. 2023;15(4):41. https://doi.org/10.17691/stm2023.15.4.04.
  • Антонова Л.В., Миронов А.В., Шабаев А.Р., Сильников В.Н., Кривкина Е.О., Матвеева В.Г. и др. Тканеинженерные сосудистые запла ты - сравнительная характеристика и результаты преклинических испытаний на модели овцы. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2022;24(4):94-108.. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2022-4-94-108.
  • Ghorbani M., Vasheghani-Farahani E., Azarpira N., Hashemi-Najafabadi S., Ghasemi A. Dual-crosslinked in-situ forming alginate/silk fibroin hydrogel with potential for bone tissue engineering. Biomater. Adv. 2023;153:213565. https://doi.org/10.1016/j.bioadv.2023.213565.
  • Dong Z., Peng R., Zhang Y., Shan Y., Ding W., Liu Y. et al. Tendon repair and regeneration using bioinspired fibrillation engineering that mimicked the structure and mechanics of natural tissue. ACS Nano. 2023;17(18):17858-17872. https://doi.org/10.1021/acsnano.3c03428.
  • Wuttisiriboon K., Tippayawat P., Daduang J., Limpaiboon T. Three-dimensional silk fibroin-gelatin/chondroitin sulfate/hyaluronic acid-aloe vera scaffold supports in vitro chondrogenesis of bone marrow mesenchymal stem cells and reduces inflammatory effect. J. Biomed. Mater. Res. B. Appl. Biomater. 2023;111(8):1557-1570. https://doi.org/10.1002/jbm.b.35254.
  • Yan Y., Zhang W., Wu R., Guan T., Li Z., Tu Q. et al. Promising application of a novel biomaterial, light chain of silk fibroin combined with NT3, in repairment of rat sciatic nerve defect injury. Int. J. Biol. Macromol. 2023;240:124447. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.124447.
  • Chan A.H.P., Filipe E.C., Tan R.P., Santos M., Yang N., Hung J. et al. Altered processing enhances the efficacy of small-diameter silk fibroin vascular grafts. Sci. Rep. 2019;9(1):17461. https://doi.org/10.1038/s41598-01953972-y.
  • Remuzzi A., Ene-Iordache B. Novel paradigms for dialysis vascular access: upstream hemodynamics and vascular remodeling in dialysis access stenosis. Clin. J. Am. Soc. Nephrol. 2013;8(12):2186-2193. https://doi.org/10.2215/CJN.03450413.
  • Chiu J.J., Chien S. Effects of disturbed flow on vascular endothelium: pathophysiological basis and clinical perspectives. Physiol. Rev. 2011;91(1):327-387. https://doi.org/10.1152/physrev.00047.2009.
  • Bonatti J., Oberhuber A., Schachner T., Zou Y., Hammerer-Lercher A., Mittermair R. et al. Neointimal hyperplasia in coronary vein grafts: pathophysiology and prevention of a significant clinical problem. Heart Surg. Forum. 2004;7(1):72-87. https://doi.org/10.1532/hsf.910.
  • Lavin B., Gómez M., Pello O.M., Castejon B., Piedras M.J., Saura M. et al. Nitric oxide prevents aortic neointimal hyperplasia by controlling macrophage polarization. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2014;34(8):1739- 1746. https://doi.org/10.1161/ATVBAHA.114.303866.
  • Bahnson E.S., Koo N., Cantu-Medellin N., Tsui A.Y., Havelka G.E., Vercammen J.M. et al. Nitric oxide inhibits neointimal hyperplasia following vascular injury via differential, cell-specific modulation of SOD-1 in the arterial wall. Nitric Oxide. 2015;44:8-17. https://doi.org/10.1016/j.niox.2014.10.009.
  • Cai Y., Nagel D.J., Zhou Q., Cygnar K.D., Zhao H., Li F. et al. Role of cAMP-phosphodiesterase 1C signaling in regulating growth factor receptor stability, vascular smooth muscle cell growth, migration, and neointimal hyperplasia. Circ. Res. 2015;116(7):1120-1132. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.116.304408.
  • Rotmans J.I., Velema E., Verhagen H.J., Blankensteijn J.D., de Kleijn D.P., Stroes E.S. et al. Matrix metalloproteinase inhibition reduces intimal hyperplasia in a porcine arteriovenous-graft model. J. Vasc. Surg. 2004;39(2):432-439. https://doi.org/10.1016/j.jvs.2003.07.009.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp