Принципы лиофилизации биологических кардиоимплантов

Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Innovative Biosystems and Bioengineering; Vol. 5 No. 4 (2021); 200-206
Innovative Biosystems and Bioengineering; Том 5 № 4 (2021); 200-206
ISSN: 2616-177X
Popis: The use of implants of biological origin in clinical practice has led to the search for methods of long-term storage of tissues without damaging their functional and structural characteristics. Xenografts (extracted from pericardium of pigs, horses, bulls) are drawing more and more interest. The bovine pericardium is exposed to chemical and physical factors providing complete purification of tissue from cells and their components. Such scaffolds are protein (collagen) complexes that fully replicate the microstructure of the pericardial tissue. Lyophilisation ensures long-term preservation of the extracellular matrix properties. The principle of the method is in drying pre-frozen tissue, in which water is sublimated. The method is intended for storage, transportation, and the subsequent use of the bioimplant in clinical practice. However, the lyophilization process may be accompanied by various undesirable factors that can lead to denaturation of the matrix protein or loss of its functionality and structure. To preserve the natural microstructure, stabilizers or various modifications (slow/fast freezing, reducing the degree of supercooling, etc.) of the lyophilization process are applied to biological prostheses. In this review, the main processes of lyophilization of biological tissue are described, which can affect the operation of a cardiac implant. A deep understanding of the parameters of the lyophilization process is crucial for creation of stable tissue grafts and their subsequent long-term storage.
Использование в клинической практике имплантов биологического происхождения привело к началу поиска методов длительного хранения ткани без повреждения структурных и функциональных особенностей. Большой интерес вызывают импланты, изготовленные из ксенотканей (перикарда свиней, лошадей, быков). Бычий перикард подвергают воздействию химических и физических факторов, обеспечивающих полную очистку ткани от клеток и их компонентов. Такие скаффолды представляют собой белковые (коллагеновые) комплексы, которые полностью воспроизводят микроструктуру перикардиальной ткани. Лиофилизация обеспечивает сохранение свойств экстрацеллюлярного матрикса в течение длительного времени. Принцип метода заключается в высушивании предварительно замороженной ткани, при котором вода полностью сублимируется. Метод предназначен для хранения, транспортировки и последующего использования биоимпланта в клинической практике. Однако процесс лиофилизации может сопровождаться различными неблагоприятными факторами, которые могут приводить к денатурации белка матрикса или потере его функциональности и структурности. Для сохранения природной микростурктуры биопротеза используют стабилизаторы или различные модификации (медленное/быстрое замораживание, уменьшение степени переохлаждения и т.д.) процесса лиофилизации. В данном обзоре рассмотрены принципы процесса лиофилизации биологической ткани, которые могут влиять на работу кардиоимпланта. Глубокое понимание параметров процесса лиофилизации имеет решающее значение для создания стабильных тканевых трансплантатов с последующим их длительным хранением.
Використання в клінічній практиці імплантів біологічного походження обумовило пошук методів довготривалого зберігання тканин без пошкодження їх функціональних і структурних особливостей. Усе більший інтерес викликають імпланти, виготовлені з ксенотканин (перикарда свиней, коней, биків). Бичачий перикард піддають дії хімічних і фізичних чинників, що забезпечують повне очищення тканини від клітин та їх компонентів. Такі скафолди являють собою білкові (колагенові) комплекси, що повністю відтворюють мікроструктуру перикардіальної тканини. Ліофілізація забезпечує збереження властивостей екстрацелюлярного матриксу протягом тривалого часу. Принцип методу полягає у висушуванні попередньо замороженої тканини, за якого вода повністю сублімується. Метод призначений для зберігання, транспортування та подальшого використання біоімпланта в клінічній практиці. Однак процес ліофілізації може супроводжуватися різними несприятливими чинниками, що можуть призводити до денатурації білка матриксу або втрати його функціональності та структурності. Для збереження природної мікростурктури біо­протеза використовують стабілізатори або різні модифікації (повільне/швидке заморожування, зменшення ступеня переохолодження тощо) процесу ліофілізації. В нашому огляді розглянуто основні процеси ліофілізації біологічної тканини, що можуть впливати на роботу кардіоімпланта. Глибоке розуміння параметрів процесу ліофілізації має вирішальне значення для створення стабільних тканинних трансплантатів із подальшим їх довготривалим зберіганням.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: