Background: Tissue-engineered trachea transplantation remains the last chance for a variety of patients suffering from severe cicatricial tracheal stenosis. Despite the series of carried studies, the final solution hasn’t been found. Creating a functionally complete hyaline cartilage graft in vitro still presents a fundamental problem, and a number of researchers consider it as the key to a successful tracheal tissue-engineering.
Aims: The study aimed to investigate the capability of detergent complex and DNAse I for human tracheal cartilage decellularization in short-time exposition for acellular scaffold obtaining.
Materials and methods: Isolated from cadaveric trachea human native cartilage was used for decellularization by ensimatic-detergent complex including Triton X-100, DMSO, and DNAse I. The scaffold was characterised by histological examinations, analysis of the residual DNA content, and cell metabolic activity colorimetric test with culture in the scaffold fragments.
Results: The obtained scaffolds presented highly porous structure mostly composed of collagen and glycosaminoglycans with an insignificant residual DNA level, absence of citotoxicity, and capability for cell proliferative activity stimulation.
Conclusions: Thus, the study provides a new short-time technology for hyaline cartilage decellularization in order to achieve acellular scaffolds in step with the tissue engineering requirements.
Обоснование. Трансплантация тканеинженерной трахеи остается единственной надеждой для множества пациентов, страдающих тяжелыми рубцовыми стенотическими поражениями трахеи. Несмотря на существенное число выполненных исследований, окончательного решения проблемы пока не найдено. Вопрос о возможности создания функционально полноценной гиалиновой хрящевой ткани в трансплантате in vitro остается открытым, и ряд исследователей видят в нем ключ к успешному решению современных задач тканевой инженерии трахеи.
Цель исследования ― оценить способность комбинации детергентов и ДНКазы I к децеллюляризации хрящевой ткани трахеи человека при кратковременном воздействии для получения бесклеточного матрикса-носителя.
Методы. В исследовании использовался нативный хрящ человека, выделяемый из трахеи трупного донора и децеллюляризируемый комплексом детергентов и энзимов, включающих Тритон X-100, DMSO и ДНКазу I. Свойства получаемого матрикса-носителя оценивались в ходе гистологических исследований, анализа содержания остаточной ДНК в препарате и колориметрического теста метаболической активности клеток при культивировании на фрагментах носителя.
Результаты. Полученные матриксы-носители обладали пористой структурой, преимущественно представленной коллагеном и гликозаминогликанами, демонстрировали низкий уровень остаточной ДНК, лишены цитотоксичности и способны стимулировать пролиферативную клеточную активность.
Заключение. Результаты данного исследования позволили предложить новый метод непродолжительной децеллюляризации гиалиновой хрящевой ткани с получением клеточных носителей, отвечающих основным требованиям тканевой инженерии.