Влияние консервации в различных криопротекторах на свойства и морфологическую структуру артерий пупочного канатика

Цель исследования. Изучение влияния консервации с использованием различных криопротекторов на биомеханические свойства и морфологическую структуру артерий пупочного канатика (АПК).

Материалы и методы. Материалом для данной работы являлись 12 пупочных артерий, которые разбивали на 4 группы исследования: (1) нативные АПК – контроль без заморозки; (2) АПК замороженные в 5 % декстране с добавлением диметилсульфоксида (ДМСО) до 10 % и 7,5 % человеческого сывороточного альбумина (ЧСА); (3) АПК замороженные в глицерине и (4) АПК замороженные в пропандиоле. Для всех групп были проведены морфологические и биомеханические исследования. Для обработки статистических данных использовали программу GraphPad Prism 9.2.0. Для поиска достоверных различий применяли дисперсионный анализ.

Результаты. Замораживание с использованием 5 % декстрана, 10 % ДМСО и 7,5 % альбумина человека не приводило к существенным изменениям морфологии сосудистой ткани по сравнению с контролем. В консервированной сосудистой ткани сохраняется умеренный уровень коллагена I типа независимо от способа консервации. Показано наличие статистически значимых различий между контрольными и замороженными АПК для модуля Юнга, данные выражали как медиану [25‑й перцентиль; 75‑й перцентиль] (p < 0,05; 6,9 [6,8; 7,0] для нативной артерии; 2,3 [2,0; 2,6] – для артерии консервированной с использованием декстрана, ДМСО и альбумина человека; 2,3 [1,4; 3,2] – для артерии консервированной в глицерине и 0,8 [0,6; 1,0] – в пропандиоле, соответственно).

Заключение. 1) Замораживание и хранение АПК при 5 % декстране, 10 % ДМСО и 7,5 % ЧСА не приводит к существенному изменению морфологии оболочек сосудов и ядер клеток; 2) Сохранность коллагена I типа по результатам ИГХ качественно снижена с условного показателя +2 до +1 для замороженных АПК по сравнению с контрольными; 3) Консервация приводит к достоверному снижению модуля упругости стенок АПК по сравнению с контрольными сосудами (p < 0,05).

1. Антонова Л. В., Насонова М. В., Кудрявцева Ю. А., Головкин А. С. Возможности использования полиоксиалканоатов и поликапролактона в качестве сополимерной основы для создания тканеинженерных конструкций в сердечно-сосудистой хирургии. Бюллетень сибирской медицины. 2012;11(1):128–134. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2012-1-128-134

2. Obiweluozor FO, Emechebe GA, Kim DW, Cho HJ, Park CH, Kim CS, et al. Considerations in the Development of Small-Diameter Vascular Graft as an Alternative for Bypass and Reconstructive Surgeries: A Review. Cardiovasc Eng Technol. 2020 Oct;11(5):495–521. https://doi.org/10.1007/s13239-020-00482-y

3. Mallis P, Kostakis A, Stavropoulos-Giokas C, Michalopoulos E. Future Perspectives in Small-Diameter Vascular Graft Engineering. Bioengineering (Basel). 2020 Dec 10;7(4):160. https://doi.org/10.3390/bioengineering7040160

4. Roll S, Müller-Nordhorn J, Keil T, Scholz H, Eidt D, Greiner W, et al. Dacron vs. PTFE as bypass materials in peripheral vascular surgery--systematic review and meta-analysis. BMC Surg. 2008 Dec 19;8:22. https://doi.org/10.1186/1471-2482-8-22

5. Ingle H, Fishwick G, Garnham A, Thompson MM, Bell PRF. Long-term results of endovascular AAA repair using a homemade aortomonoiliac PTFE device. J Endovasc Ther. 2002 Aug;9(4):481–487. https://doi.org/10.1177/152660280200900416

6. Moore MA, Samsell BS, McLean J. Allograft Tissue Safety and Technology. Biologics in Orthopaedic Surgery. 2019:49–62. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-55140-3.00005-9

7. Миронов А. С., Боровкова Н. В., Макаров М. С., Пономарев И. Н., Андреев Ю. В. Банки тканей. Мировой опыт. История развития и современные подходы. Трансплантология. 2021;13(1):49–62. https://doi.org/10.23873/2074-0506-2021-13-1-49-62

8. Hidi L, Komorowicz E, Kovács GI, Szeberin Z, Garbaisz D, Nikolova N, et al. Cryopreservation moderates the thrombogenicity of arterial allografts during storage. PLoS One. 2021;16(7):e0255114. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0255114

9. Лаук-Дубицкий С. Е., Астрелина Т. А., Брумберг В. А., Федюнин А. А., Камышников О. Ю., Вострухин С. В. И др. Оценка применения полидиметилсилоксана низкой вязкости для криоконсервации и радиационной стерилизации сосудистых аллографтов человека. Саратовский научно-медицинский журнал. 2016;12(4):662–670.

10. Špaček M, Měřička P, Janoušek L, Štádler P, Adamec M, Vlachovský R, et al. Current vascular allograft procurement, cryopreservation and transplantation techniques in the Czech Republic. Adv Clin Exp Med. 2019 Apr;28(4):529–534. https://doi.org/10.17219/acem/90037

11. Heng WL, Madhavan K, Wee P, Seck T, Lim YP, Lim CH. Banking of cryopreserved iliac artery and vein homografts: clinical uses in transplantation. Cell Tissue Bank. 2015 Jun;16(2):235–242. https://doi.org/10.1007/s10561-014-9469-2

12. Arutyunyan I, Fatkhudinov T, Sukhikh G. Umbilical cord tissue cryopreservation: a short review. Stem Cell Res Ther. 2018 Sep 15;9(1):236. https://doi.org/10.1186/s13287-018-0992-0

13. Chatzistamatiou TK, Papassavas AC, Michalopoulos E, Gamaloutsos C, Mallis P, Gontika I, et al. Optimizing isolation culture and freezing methods to preserve Wharton’s jelly’s mesenchymal stem cell (MSC) properties: an MSC banking protocol validation for the Hellenic Cord Blood Bank. Transfusion. 2014 Dec;54(12):3108–3120. https://doi.org/10.1111/trf.12743

14. Tognetti L, Pianigiani E, Ierardi F, Mariotti G, Perotti R, Lonardo A, et al. Current insights into skin banking: storage, preservation and clinical importance of skin allografts. Journal of Biorepository Science for Applied Medicine. 2017 Jul 1;Volume 5:41–56. https://doi.org/10.2147/BSAM.S115187

15. Bobrova EN, Zinchenko AV, Schetinsky MI. Investigation of Placenta Tissue Saturation with Glycerol and 1,2-Propane Diol. Problems of Cryobiology and Cryomedicine. 2005 Jun 15;15(2):147–152.

16. Camasão DB, Mantovani D. The mechanical characterization of blood vessels and their substitutes in the continuous quest for physiological-relevant performances. A critical review. Mater Today Bio. 2021 Mar 7;10:100106. https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2021.100106