Development and characterisation of bioengineered percutaneous heart valves using xenogeneic decellularised pericardia

La malattia della valvola cardiaca (HVD) rappresenta un grave problema di salute, causando una significativa morbilità e mortalità in tutto il mondo. Il gold standard per il trattamento di HVD è la sostituzione chirurgica della valvola malata con una protesica. Tuttavia, molti pazienti affetti da HVD non possono ricevere un trattamento chirurgico a causa della loro vecchiaia o multiple comorbidità, come scarsa funzione ventricolare sinistra, malattia coronarica, insufficienza renale o malattie polmonari croniche. La soluzione alternativa per questi pazienti è l'impianto transcatetere di una protesi valvolare, cioè una valvola cardiaca percutanea (PHV), con tecniche minimamente invasive. Le attuali protesi valvolari cardiache per questo approccio sono composte da tessuto xenogenico trattato chimicamente. Come tale, una limitazione comune a tutti loro è l'incapacità di rimodellamento, riparazione e rigenerazione, che sono particolarmente problematici nel caso di pazienti pediatrici. Gli scaffold decellularizzati che presentano un'istologia architettonica naturale hanno dimostrato di essere una buona alternativa allo xenoinnesto trattato chimicamente. La decellularizzazione è un processo che rimuove le cellule e altri componenti xenogenici dal tessuto trattato, mantenendo l'integrità dei componenti della matrice extracellulare, essenziali per supportare l'attecchimento e la funzione delle cellule. È importante sottolineare che la decellularizzazione ha il potenziale per rimuovere i fattori immunogenici rendendo xenotrapianti decellularizzati potenzialmente biocompatibili in un impianto in-umano. In questo progetto, il pericardio decellularizzato è stato applicato con lo scopo di sviluppare valvole cardiache percutanee bioingegnerizzate (bioPHV) con possibilmente un potenziale superiore di prestazioni a lungo termine rispetto alle protesi valvolari cardiache convenzionali. La pericardia suina e bovina è stata decellularizzata usando un protocollo stabilito che combina Triton X-100, sodio colato e endonucleasi. La decellularizzazione è stata verificata attraverso l'istologia, l'immunofluorescenza e la biochimica. I BioPHV sono stati fabbricati cucendo la pericardia decellularizzata su stent disponibili in commercio. I bioPHV sono stati valutati per la prima volta dalle prestazioni idrodinamiche secondo i requisiti dello standard ISO 5840-3. In secondo luogo, i possibili effetti della crimpatura della valvola sui tessuti pericardici decellularizzati di bioPHV sono stati valutati mediante analisi istologica e morfometrica. Istologia, immunofluorescenza e analisi biochimiche hanno rivelato che TRICOL ha ugualmente successo per la decellularizzazione della pericardia suina e bovina. I test idrodinamici hanno dimostrato che i bioPHV soddisfacevano i requisiti minimi di prestazione indicati dalla norma ISO 5840-3. Il comportamento idrodinamico dei bioPHV era comparabile, o addirittura superiore, a quello mostrato dalle valvole di controllo. I BioPHV erano anche in grado di resistere a condizioni estreme di contropressione senza rigurgiti gravi. L'esame, sia macroscopico che microscopico, dei campioni delle valvole dopo la crimpatura non ha mostrato traumi o traumi maggiori alle cuspidi pericardiche. Questo studio ha dimostrato l'idoneità del pericardio decellularizzato, sia bovino che porcino, in alternativa all'equivalente trattato con glutaraldeide. Tra i due tipi di specie pericardiche testate, i risultati preliminari hanno indicato che il tessuto suino sarebbe stato preferibile per fabbricare sostituzioni avanzate di PHV.