Tavuk sternal kıkırdak ksenogreftlerinin tavşan modelinde histopatolojik biyouyumluluk analizi

Amaç: Bu çalışmada, desellülarizasyon ve sterilizasyon işlemlerine tabi tutulan tavuk sternal kıkırdağının, auriküler otolog kıkırdak greftleriyle histopatolojik düzeyde karşılaştırılması ve bu materyalin biyouyumluluk özellikleri ile taşıyıcı skafold potansiyelinin deneysel hayvan modeli üzerinde değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Yöntem: Çalışmada 12 adet beyaz Yeni Zelanda tavşanı kullanıldı. Ksenogreftler, kesimhaneden temin edilen tavuklardan elde edilerek %2 sodyum dodesil sülfat içeren desellülarizasyon protokolünden geçirildi ve etilen oksit ile sterilize edildi. Her tavşana 4 otogreft ve 4 ksenogreft implante edildi. Greftler 1. hafta, 1, 3 ve 4. ayda çıkarıldı. Histopatolojik analizler Hematoksilen-Eozin, Alcian Blue, Masson Trichrome, Toluidin Blue ve Glial Fibriler Asidik Protein immünohistokimyasal boyaları ile gerçekleştirildi. Kondrosit nükleus kaybı, periferik kondrosit proliferasyonu, vaskülarizasyon, inflamasyon, fragmentasyon, dev hücre oluşumu, kemik metaplazi, kalsifikasyon, fibrozis, rezorpsiyon, glikozaminoglikan miktarı, kollajen düzeyi, metakromazi ve rejenerasyon kapasitesi parametreleri değerlendirildi. Bulgular: Makroskopik olarak, yalnızca bir deneğe ait 1. ve 3. ay greftleri hariç tüm greftler eksplantasyon sırasında yerinde gözlendi. Otogreft ve ksenogreft gruplar karşılaştırıldığında, kondrosit nükleus kaybı, inflamasyon, greft rezorbsiyonu, GAG miktarı korunumu ve dev hücre varlığı gibi histopatolojik parametre açısından otogreft lehine anlamlı farklar saptandı (p<0,05). Buna karşılık, kemik metaplazi, kalsifikasyon ve matriks kolajen içeriği tüm zaman noktalarında her iki greft türünde benzer düzeydeydi (p>0,05). Zamana bağlı analizlerde; kondrosit nükleus kaybı, inflamasyon, dev hücre oluşumu, greft rezorbsiyonu ve GAG miktarı gibi parametrelerde anlamlı değişiklikler izlendi ve bu değişimlerde greft tipinin de belirgin etkisi olduğu tespit edildi (p<0,001). Ancak matriks kolajen içeriği ile rejenerasyon kapasitesi dört aylık takip boyunca stabildi ve greft tipine bağlı anlamlı bir fark göstermedi (sırasıyla p=0,204, p=0,936). Sonuç: Bu çalışma, desellülarize edilmiş tavuk sternal kıkırdağının otogreft auriküler kıkırdakla histopatolojik düzeyde karşılaştırıldığı literatürdeki ilk deneysel hayvan modelini sunmaktadır. Elde edilen bulgular, otogreftlerin biyolojik stabilite açısından üstün olduğunu göstermiştir. Ancak tavuk sternal kıkırdağı, şekillendirilebilir yapısı, morfolojik uygunluğu, biyogüvenliği ve taşıyıcı skafold potansiyeliyle klinik uygulamalar için umut vadeden bir ksenogreft alternatifi olarak öne çıkmaktadır. Bu materyalin, morfolojik stabilitesi ve şekillendirilebilir yapısı sayesinde, biyomühendislik temelli modifikasyonlarla nazal cerrahi ve rekonstrüktif prosedürlerde klinik olarak uygulanabilir bir skafold adayı olabileceği öngörülmektedir.

Objective: This study aimed to histopathologically compare decellularized and sterilized chicken sternal cartilage with autologous auricular cartilage grafts and to evaluate the biocompatibility properties and scaffold potential of this material in an experimental animal model. Methods: Twelve white New Zealand rabbits were used in the study. Xenografts were obtained from chickens sourced from a slaughterhouse, subjected to a decellularization protocol using 2% sodium dodecyl sulfate, and sterilized with ethylene oxide. Each rabbit received four autografts and four xenografts. Grafts were explanted at 1 week, and at 1, 3, and 4 months. Histopathological analyses were performed using Hematoxylin-Eosin, Alcian Blue, Masson Trichrome, Toluidine Blue, and Glial Fibrillary Acidic Protein (GFAP) immunohistochemical stains. The evaluated parameters included chondrocyte nuclear loss, peripheral chondrocyte proliferation, vascularization, inflammation, fragmentation, giant cell formation, bone metaplasia, calcification, fibrosis, resorption, glycosaminoglycan (GAG) content, collagen level, metachromasia, and regenerative capacity. Results: Macroscopically, all grafts were observed in place at the time of explantation, except for the 1st and 3rd-month grafts in a single subject. When comparing the autograft and xenograft groups, statistically significant differences favoring autografts were found in terms of chondrocyte nuclear loss, inflammation, graft resorption, preservation of GAG content, and presence of giant cells (p<0.05). In contrast, bone metaplasia, calcification, and matrix collagen content were similar between the two graft types across all time points (p>0.05). Time-dependent analyses revealed significant changes in parameters such as chondrocyte nuclear loss, inflammation, giant cell formation, graft resorption, and GAG content, with the graft type having a prominent effect on these changes (p<0.001). However, matrix collagen content and regenerative capacity remained stable over the four-month follow-up and showed no significant difference based on graft type (p=0.204 and p=0.936, respectively). Conclusion: This study presents the first experimental animal model in the literature comparing decellularized chicken sternal cartilage with autologous auricular cartilage at the histopathological level. The findings demonstrated that autografts were superior in terms of biological stability. However, chicken sternal cartilage stands out as a promising xenograft alternative for clinical use due to its moldable structure, morphological suitability, biosafety, and scaffold potential. With its morphological stability and malleable structure, this material may serve as a clinically applicable scaffold candidate in nasal and reconstructive surgical procedures, particularly when modified through bioengineering approaches.