Сравнительный анализ эффективности простого и многокомпонентного методов щелочной децеллюляризации на примере очистки волокнистого внеклеточного матрикса дермы

Автор: Калмыкова Н.В., Демьяненко И.А., Шевлягина Н.В., Андреевская С.Г., Суслов А.П.

Журнал: Вестник медицинского института "РЕАВИЗ": реабилитация, врач и здоровье @vestnik-reaviz

Рубрика: Морфология. Патология

Статья в выпуске: 1 (25), 2017 года.

Бесплатный доступ

Щелочная децеллюляризация является одним из наиболее распространенных методов получения очищенного внеклеточного матрикса (ВКМ). Тем не менее, в литературе отсутствуют работы, посвященные сравнительному анализу эффективности различных методов щелочной очистки ВКМ. В настоящей работе было проведено сравнительное исследование влияния простого метода децеллюляризации раствором гидроксида натрия и многокомпонентного метода несколькими различными растворами на основе гидроксида натрия и сульфата натрия на биохимические, морфологические и термомеханические характеристики волокнистого внеклеточного матрикса дермы крупного рогатого скота (КРС), а именно быка домашнего Bos taurus taurus. Показано, что оба метода вызывают эффективное удаление клеточных компонентов из ВКМ. Однако в образцах, очищенных многокомпонентным методом выявлено меньшее количество остаточной дцДНК. Результаты морфологического и термомеханического исследований свидетельствуют о том, что применение многокомпонентной децеллюляри-зации по сравнению с простой обработкой гидроксидом натрия приводит к уменьшению дезорганизации волокнистой сети ВКМ с сохранением структуры коллагеновых волокон, а также к увеличению эластичности материала. Полученные данные указывают на большую сохранность нативной структуры децеллюляризированного ВКМ дермы КРС при применении щелочной очистки с использованием растворов, содержащих соли сульфата. По результатам работы можно заключить, что использование многокомпонентного метода является более предпочтительным для осуществления щелочной децеллюляризации дермы КРС.

Еще

Децеллюляризация, внеклеточный матрикс, дерма

Короткий адрес: https://sciup.org/14344254

IDR: 14344254

Список литературы Сравнительный анализ эффективности простого и многокомпонентного методов щелочной децеллюляризации на примере очистки волокнистого внеклеточного матрикса дермы

  • Crapo P.M., Gilbert T.W., Badylak S.F. An overview of tissue and whole organ decellularization processes. Biomaterials. 2011; 32 (12): 3233-3243 DOI: 10.1016/j.biomaterials.2011.01.057
  • Badylak S.F., Taylor D., Uygun K. Whole-organ tissue engineering: decellularization and recellularization of threedimensional matrix scaffolds. Annu Rev Biomed Eng. 2011; 13: 27-53 DOI: 10.1146/annurev-bioeng-071910-124743
  • Badylak, S.F. Xenogeneic extracellular matrix as a scaffold for tissue reconstruction. Transpl Immunol. 2004; 12: 367-377 DOI: 10.1016/j.trim.2003.12.016
  • Goissis G., da Silva Maginador S.V., da Conceigao Amaro Martins V. Biomimetic mineralization of charged collagen matrices: in vitro and in vivo study. Artifical organs. 2003; 27 (5): 437-443.
  • Reing J.E., Brown B.N., Daly K.A., Freund J.M., Gilbert T.W., Hsiong S.X., Huber A., Kullas K.E., Tottey S., Wolf M.T., Badylak S.F. The effects of processing methods upon mechanical and biologic properties of porcine dermal extracellular matrix scaffolds. Biomaterials. 2010; 31(33): 8626-8633 DOI: 10.1016/j.biomaterials.2010.07.083
  • Sheridan W.S., Duffy G.P., Murphy B.P. Mechanical characterization of a customized decellularized scaffold for vascular tissue engineering. J Mech Behav Biomed Mater. 2012; 8: 58-70 DOI: 10.1016/j.jmbbm.2011.12.003
  • Mendoza-Novelo B., Avila E.E., Cauich-Rodnguez J.V., Jorge-Herrero E., Rojo F.J., Guinea G.V., Mata-Mata J.L. Decellularization of pericardial tissue and its impact on tensile viscoelasticity and glycosaminoglycan content. Acta Biomater. 2011; 7: 1241-1248 DOI: 10.1016/j.actbio.2010.11.017
  • Tsuchiya T., Balestrini J.L., Mendez J., Calle E.A., Zhao L., Niklason L.E. Influence of pH on extracellular matrix preservation during lung decellularization. Tissue Eng Part C Methods. 2014; 20(12): 1028-1036 DOI: 10.1089/ten.TEC.2013.0492
  • Keane T.J., Swinehart I., Badylak S.F. Methods of tissue decellularization used for preparation of biologic scaffolds and in vivo relevance. Methods. 2015; 16(84): 25-34 DOI: 10.1016/j.ymeth.2015.03.005
  • Goissis G., Piccirili L., Goes J.C, Plepis A., Das-Gupta D.K. Anionic Collagen: Polymer Composites with Improved Dielectric and Rheological Properties. Artif organs. 1998; 22(3): 203-209.
  • Bet M.R., Goissis G., Lacerda C. Characterization of polyanionic collagen prepared by selective hydrolysis of asparagine and glutamine carboxyamide side chains. Biomacromolecules. 2001; 2(4): 1074-1079.
  • Patent № 2353397 RF. Biorassasyvaemaja kollagenovaja matrica, sposob ee poluchenija i primenenija. Safojan A.A., Nesterenko S.V., Nesterenko V.G., Alekseeva N.Ju.
  • Laemmli, U. K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature.1970; 227: 680-68.
  • Gilbert T.W., Freund J.M., Badylak S.F. Quantification of DNA in biologic scaffold materials. J Surg Res. 2009; 152(1): 135-139 DOI: 10.1016/j.jss.2008.02.013
  • Liang H.C., Chang Y., Hsu C.K., Lee M.H., Sung H.W. Effects of crosslinking degree of an acellular biological tissue on its tissue regeneration pattern. Biomaterials. 2004; 25(17): 3541-3552 DOI: 10.1016/j.biomaterials.2003.09.109
  • Burger J.W., Halm J.A., Wijsmuller A.R., ten Raa S., Jeekel J. Evaluation of new prosthetic meshes for ventral hernia repair. Surg endosc. 2006; 20(8): 1320-1325 DOI: 10.1007/s00464-005-0706-4
  • Gaertner W.B., Bonsack M.E., Delaney J.P. Experimental evaluation of four biologic prostheses for ventral hernia repair. Journal of gastrointestinal surgery. 2007; 11(10): 1275-1285 DOI: 10.1007/s11605-007-0242-8
  • Zhang X., Deng Z., Wang H., Yang Z., Guo W. Expansion and delivery of human fibroblasts on micronized acellular dermal matrix for skin regeneration. Biomaterials. 2009; 30(14): 2666-2674 DOI: 10.1016/j.biomaterials.2009.01.018
  • Cornwell K.G., Landsman A., James K.S. Extracellular matrix biomaterials for soft tissue repair. Clinics in podiatric medicine and surgery. 2009; 26(4): 507-523 DOI: 10.1016/j.cpm.2009.08.001
  • Keane T.J., Londodo R., Turner N.J., Badylak S.F. Consequences of ineffective decellularization of biologic scaffolds on the host response. Biomaterials. 2012; 33(6): 1771-1781 DOI: 10.1016/j.biomaterials.2011.10.054
  • Cox B., Emili A. Tissue subcellular fractionation for use in mass-spectrometry-based proteomics. Nat protoc. 2006; 1(4): 1872-1878 DOI: 10.1038/nprot.2006.273
  • Deyl Z., Miksil I. Advanced separation methods for collagen parent a-chains, their polymers and fragments. J Chromatogr B. 2000; 739: 3-31.
  • Ushiki T. Collagen fibers, reticular fibers and elastic fibers. A comprehensive understanding from a morphological viewpoint. Arch Histol Cytol. 2002; 65(2): 109-126 DOI: 10.1679/aohc.65.109
  • Shoulders M.D., Raines R.T. Collagen structure and stability. Annu Rev Biochem. 2009; 78: 929-958. DOI: 10.1146/annurev.biochem.77.032207.120833.
  • Stevens M.M., George J.H. Exploring and Engineering the cell surface interface. Science. 2005; 310(5751): 11351138 DOI: 10.1126/science.1106587
  • O’Brien F.J., Harley B.A., Yannas I.V., Gibson L.J. The effect of pore size on cell adhesion in collagen-GAG scaffolds. Biomaterials. 2005; 26(4): 433-441 DOI: 10.1016/j.biomaterials.2004.02.052
Еще
Статья научная