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Bioengineering

एक छोटे पशु मॉडल में धमनी (ए वी) लूप angiogenesis और vascularized ऊतक इंजीनियरिंग का अध्ययन करने के लिए

Published: November 2, 2016 doi: 10.3791/54676
Automatic Translation
1, 1, 1, 1,2, 3, 1, 1
1Department of Plastic and Hand Surgery and Laboratory for Tissue Engineering and Regenerative Medicine, University Hospital of Erlangen, Friedrich-Alexander University of Erlangen-Nürnberg (FAU), 2Genetic Engineering and Biotechnology Institute for Postgraduate Studies, Baghdad University, 3Department of Plastic, Hand and Microsurgery, Sana Klinikum Hof GmbH

Summary

हम एक अलग और अच्छी तरह से विशेषता वातावरण में विवो में vascularization का विश्लेषण करने के लिए एक मॉडल के रूप में एक धमनी (ए वी) पाश की पीढ़ी के लिए एक microsurgical दृष्टिकोण का वर्णन। यह मॉडल न केवल angiogenesis की जांच के लिए उपयोगी है, लेकिन यह भी बेहतर इंजीनियरिंग अक्षीय रूप से vascularized और transplantable ऊतकों के लिए अनुकूल है।

Introduction

सबसे ऊतकों और मानव शरीर के अंगों में एक कार्यात्मक रक्त वाहिका नेटवर्क है कि पोषक तत्वों की आपूर्ति, गैसों आदान-प्रदान और अपशिष्ट उत्पादों को हटा पर निर्भर हैं। स्थानीय या प्रणालीगत संवहनी समस्याओं की वजह से इस प्रणाली की खराबी गंभीर रोगों के एक भीड़ के लिए नेतृत्व कर सकते हैं। इसके अलावा, इस तरह के ऊतक इंजीनियरिंग या पुनर्योजी दवा के रूप में अनुसंधान के क्षेत्रों में, कृत्रिम रूप से उत्पन्न ऊतकों या प्रत्यारोपित अंगों के भीतर एक कार्यात्मक रक्त वाहिका नेटवर्क सफल नैदानिक ​​आवेदन के लिए अपरिहार्य है।

दशकों के लिए शोधकर्ताओं ने सटीक आदेश उपन्यास उपचारात्मक उपायों को खोजने और संवहनी विकारों की बेहतर रोकथाम प्रदान करने के लिए रोग स्थितियों में गहरी जानकारी हासिल करने के लिए बढ़ते वाहिका में शामिल तंत्र की जांच की गई है। पहले चरण में, इस तरह के सेल सेल बातचीत या नाड़ी तंत्र की कोशिकाओं पर अणुओं के प्रभाव के रूप में बुनियादी प्रक्रियाओं आमतौर पर इन विट्रो 2 डी या 3 डी से जांच कर रहे हैंप्रयोगों। पारंपरिक 2 डी मॉडल अच्छी तरह से स्थापित कर रहे हैं प्रदर्शन करने के लिए आसान कर रहे हैं, और इन प्रक्रियाओं का एक बेहतर समझ के लिए बहुत योगदान दिया है। 1980 में पहली बार, Folkman एट अल। जिलेटिन लेपित प्लेटों पर 1 केशिका endothelial कोशिकाओं की इन विट्रो angiogenesis बोने में सूचना दी। यह तुरंत endothelial सेल ट्यूब गठन परख 2, प्रवास परख 3 और विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं 4 के सह संवर्धन पर आगे 2 डी angiogenesis प्रयोगों, साथ ही दूसरों की एक भीड़ के प्रकाशन के लिए रास्ता दिया। ये assays आज भी उपयोग किया और इन विट्रो तरीकों में मानक के रूप में स्वीकार कर रहे हैं।

हालांकि, इस प्रयोगात्मक सेटअप नहीं हमेशा इन विवो सेल व्यवहार के अध्ययन के लिए उपयुक्त बाद से सबसे अधिक प्रकार की कोशिकाओं प्रासंगिक शारीरिक ऊतक संरचनाओं 5 फार्म के लिए एक 3 डी वातावरण की आवश्यकता होती है। यह दिखाया जा सकता है कि 3 डी मैट्रिक्स की वास्तुकला केशिका morphogenesi के लिए निर्णायक है6 और उस सेल अतिरिक्त सेलुलर मैट्रिक्स (ईसीएम) बातचीत और 3 डी संस्कृति की स्थिति महत्वपूर्ण ट्यूमर angiogenesis 7 में शामिल घटकों को विनियमित। 3 डी मैट्रिक्स, जटिल यांत्रिक आदानों प्रदान करता प्रेरक प्रोटीन बाँध और ऊतक पैमाने घुला हुआ पदार्थ एकाग्रता ढ़ाल स्थापित कर सकते हैं। इसके अलावा, यह आदेश जटिल ऊतकों 5 में विवो मॉर्फ़ोजेनेटिक और remodeling चरणों में नकल करने के लिए आवश्यक माना जाता है। इन पद्धतियों में, दोनों angiogenesis और vasculogenesis का अध्ययन किया जा सकता है। Angiogenesis रक्त वाहिकाओं 8 preexisting से केशिकाओं के अंकुरण का वर्णन करता है, वहीं vasculogenesis endothelial कोशिकाओं या उनके पूर्वज 9,10 के माध्यम से रक्त वाहिकाओं की नए सिरे से गठन के लिए संदर्भित करता है। जहाजों की परिपक्वता एक प्रक्रिया चिकनी मांसपेशियों की कोशिकाओं 11 की भर्ती के माध्यम से 'arteriogenesis' कहा जाता है में वर्णित है। इन विट्रो मॉडल में एक ठेठ एन्जियोजेनिक मौजूदा monolayer से endothelial कोशिकाओं के अंकुरण हैएस जेल सतहों पर एक monolayer, एक जेल के भीतर एम्बेडेड microspheres की सतह पर के रूप में या endothelial सेल spheroids 12 के निर्माण से वरीयता प्राप्त। vasculogenic मॉडल में एक endothelial कोशिकाओं एक 3 डी जेल में फँस जाते हैं। वे सहायक कोशिकाओं 12 के साथ सटे endothelial कोशिकाओं के साथ बातचीत संवहनी संरचनाओं और नेटवर्क नए सिरे से बनाने के लिए, आम तौर पर संयोजन में।

हालांकि, इन विट्रो मॉडल विवो सेटिंग्स में नकल नहीं कर सकते में भी जटिल 3 डी पूरी तरह से सेल सेल की भीड़ को देखते हुए और सेल ईसीएम 13 सहभागिता। उच्च इन विट्रो गतिविधि के साथ पदार्थों स्वचालित रूप से विवो में एक ही प्रभाव है और इसके विपरीत 14 नहीं दिखाते। Vascularization के लिए एक व्यापक विश्लेषण के लिए प्रक्रियाओं विवो मॉडल है कि बेहतर शरीर में स्थिति अनुकरण में विकसित करने के लिए एक तत्काल आवश्यकता है। इन विवो angiogenesis assays की एक बड़ी रेंज साहित्य में वर्णित सहित,लड़की chorioallantoic झिल्ली परख (सीएएम), zebrafish मॉडल, कार्निया angiogenesis परख, पृष्ठीय हवा की थैली मॉडल, पृष्ठीय skinfold कक्ष, चमड़े के नीचे ट्यूमर मॉडल 14। हालांकि, इन assays अक्सर ऐसे तेजी से रूपात्मक परिवर्तन, सीएएम परख, या कार्निया angiogenesis परख 15 में सीमित स्थान में पहले से ही मौजूदा वाले से विशिष्ठ नई केशिकाओं में समस्याओं के रूप में सीमाओं के साथ जुड़े रहे हैं। इसके अलावा, गैर स्तनधारी प्रणाली का इस्तेमाल किया जाता है (उदाहरण के लिए।, Zebrafish मॉडल 16) है, जो xenotransplantation 17 में समस्याओं की ओर जाता है। चमड़े के नीचे ट्यूमर मॉडल में, angiogenesis ट्यूमर से ही केवल प्रारंभिक विश्लेषण नहीं किया जा सकता है, क्योंकि आसन्न ऊतक बहुत vascularization प्रक्रिया के लिए योगदान देता है। इसके अलावा, आसपास के ऊतकों ट्यूमर microenvironment 18 को आकार देने में एक निर्णायक भूमिका हो सकती है।

इतना ही नहीं angiogenesis या vasculogenesis के अध्ययन के लिए एक मजबूत ne हैएड के लिए एक मानकीकृत और इन विवो मॉडल में भी, लेकिन ऊतक इंजीनियरिंग और पुनर्योजी चिकित्सा के क्षेत्र में विभिन्न vascularization रणनीतियों के अध्ययन के लिए अच्छी तरह से होती है। आज, जटिल कृत्रिम अंगों या ऊतकों की पीढ़ी दोनों इन विट्रो और इन विवो में संभव है। 3 डी bioprinting जटिल 3 डी कार्यात्मक जीवित ऊतकों 19 पैदा करने के लिए एक मांग पर निर्माण तकनीक प्रदान करता है। इसके अलावा, बायोरिएक्टर ऊतकों 20 या यहां तक कि खुद के शरीर पैदा करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता बायोरिएक्टर 21 के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। हालांकि, कृत्रिम रूप से उत्पन्न ऊतकों के सफल आवेदन करने के लिए मुख्य बाधा इंजीनियर निर्माणों के भीतर vascularization की कमी है। प्रत्यारोपण के बाद मेजबान के वाहिका को तत्काल कनेक्शन विशेष रूप से बड़े पैमाने पर कृत्रिम ऊतकों या अंगों के मामले में, अस्तित्व के लिए एक प्रमुख शर्त है।

इन विट्रो में या विवो prevascularization रणनीतियों में विभिन्न गतिविधियों थेलेखक की राय आरोपण 22 से पहले निर्माणों में एक कार्यात्मक microvasculature की स्थापना। चूहों के पृष्ठीय त्वचा पर इन विट्रो preformed इंजीनियर केशिकाओं के साथ एक पाड़ के आरोपण के एक दिन के भीतर 23 चूहों वाहिका के तेजी से सम्मिलन का नेतृत्व किया। इसके विपरीत, एक अंडाकार आकृति मानव mesenchymal स्टेम कोशिकाओं और मानव नाल नस endothelial कोशिकाओं एक तीन आयामी prevascular नेटवर्क में इकट्ठे से मिलकर सह संस्कृति में विवो आरोपण के बाद आगे का विकास किया। हालांकि, मेजबान वाहिका के साथ सम्मिलन 24 ही सीमित था। इन सबसे ऊपर, ऐसे परिगलित या विकिरणित क्षेत्रों के रूप में खराब vascularized दोष, में, इस तथाकथित बाह्य vascularization - पाड़ में आसपास के क्षेत्र से जहाजों की अंतर्वृद्धि - अक्सर विफल रहता है। आंतरिक vascularization, दूसरे हाथ पर, पाड़ 25 में अंकुरण नई केशिकाओं का एक स्रोत के रूप में एक नाड़ी अक्ष पर आधारित है। अक्षीय vascularization दृष्टिकोण का प्रयोगइंजीनियर ऊतक अपनी नाड़ी अक्ष के साथ प्रत्यारोपित और प्राप्तकर्ता स्थल पर स्थानीय जहाजों से जुड़ा जा सकता है। इसके तत्काल बाद प्रत्यारोपण के बाद, ऊतक पर्याप्त रूप से ऑक्सीजन और पोषक तत्वों, जो इष्टतम एकीकरण के लिए सही स्थिति पैदा करता है के द्वारा समर्थित है।

इन विवो angiogenesis की जांच के लिए और अक्षीय रूप से vascularized ऊतक पैदा करने के बढ़ते महत्व को मान्यता देने में मॉडलों की सीमित उपलब्धता के कारण, हम आगे Erol और Spira के microsurgical दृष्टिकोण विकसित पशु मॉडल 26 में एक धमनी (ए वी) पाश उत्पन्न करते हैं। एक पूरी तरह से बंद आरोपण कक्ष की इस विधि का उपयोग बहुत अच्छी तरह से "नियंत्रित", अच्छी तरह से विवो परिस्थितियों में विशेषता (चित्रा 1) के तहत रक्त वाहिनियों के गठन का अध्ययन करने के लिए अनुकूल बनाता है। यह मॉडल नहीं angiogenesis की जांच के लिए ही उपयोगी है, लेकिन यह भी बेहतर ऊतक उद्योगों के लिए scaffolds के अक्षीय vascularization के लिए अनुकूल हैeering प्रयोजनों।

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Protocol

Erlangen-Nürnberg के फ्रेडरिक अलेक्जेंडर विश्वविद्यालय के पशु की देखभाल समिति (एफएयू) और मध्य Franconia सरकार, जर्मनी, सभी प्रयोगों को मंजूरी दे दी। प्रयोगों के लिए, 300 के एक शरीर के वजन के साथ पुरुष लुईस चूहों - 350 ग्राम इस्तेमाल किया गया।

1. चूहा में धमनी पाश मॉडल

  1. आरोपण की प्रक्रिया (चित्रा 2)
    1. संज्ञाहरण के लिए एक विशेष प्लास्टिक बॉक्स है कि एक ढक्कन से isoflurane vaporizer के लिए ट्यूब के माध्यम से जुड़ा हुआ है और बंद कर दिया है का उपयोग करें। आपूर्ति गैस पर मुड़ें और 0.8 के बीच प्रवाह मीटर - 1.5 एल / मिनट।
    2. प्रेरण प्लास्टिक के डिब्बे में चूहे की जगह और शीर्ष मुहर। 5% isoflurane vaporizer चालू करें।
    3. ध्यान से संज्ञाहरण के अधिष्ठापन के दौरान चूहे निरीक्षण करते हैं। बाद 3 - 4 मिनट, चूहे anesthetized जाएगा।
    4. उचित संज्ञाहरण की पुष्टि करें: ठीक पलटा, नेत्रच्छद पलटा के नुकसान, वापसी पलटा, सकारात्मक कार्निया पलटा का नुकसान।
    5. बॉक्स से चूहे निकालें और जांच कीदवाओं की गणना के लिए वजन। जबकि संज्ञाहरण के तहत सूखापन को रोकने के लिए आंख मरहम लागू करें।
    6. दर्द की दवा और एंटीबायोटिक दवाओं के प्रशासन (जैसे।, 7.5 मिलीग्राम / किग्रा Enrofloxacin subcutaneously (अनुसूचित जाति), 12.5 मिलीग्राम / किग्रा tramadol और 100 मिलीग्राम / किग्रा metamizole दोनों नसों (iv))। आपरेशन के दौरान वजन अनुकूलित crystalloids प्रशासन (जैसे।, 30 मिलीग्राम / किलो सुप्रीम कोर्ट)।
    7. 2% isoflurane साँस लेना मुखौटा के माध्यम से प्रशासित - अपने 1 के साथ संज्ञाहरण के तहत 37 डिग्री सेल्सियस पर एक वार्मिंग प्लेट पर पीठ पर चूहे रखें।
    8. संज्ञाहरण ठीक से निगरानी और isoflurane वृद्धि अगर संज्ञाहरण स्तर बहुत कम है (चूहा का आंदोलन, दर्द के जवाब, जबड़े टोन, सजगता का कोई नुकसान (1.1.4 देखें।), हृदय की दर में वृद्धि)। isoflurane (कार्निया सजगता, उच्च दिल की दर, ऑक्सीजन संतृप्ति में कमी की हानि) जरूरत से ज्यादा नहीं सावधान रहो। (- 100% 95) और हृदय की दर - चूहे की (250 450 / मिनट) ऑक्सीजन संतृप्ति की जाँच के लिए छोटे जानवरों के लिए एक विशेष पल्स oximetry का प्रयोग करें। operati के दौरानचूहे की निगरानी के तापमान पर (36 - 40 डिग्री सेल्सियस) और यदि आवश्यक हो तो वार्मिंग थाली के तापमान को समायोजित।
    9. एक बिजली के रेजर के साथ हिंद अंग के भीतरी पक्षों दाढ़ी और दवाइयों के साथ क्षेत्र कीटाणुरहित। हिंद अंग बिखरा हुआ है और चिपकने वाला टेप के साथ उन्हें ठीक।
    10. एक सर्जिकल माइक्रोस्कोप के तहत चूहे निर्धारित करना और बाँझ draping के साथ चूहे को कवर किया। सुनिश्चित करें कि पूरे ऑपरेशन प्रक्रिया बाँझ शर्तों के तहत किया जाता है।
    11. कमर एक छुरी (नं 10) का उपयोग करने के लिए ऊपरी घुटने से एक अनुदैर्ध्य चीरा के साथ बाईं जांघ के बीच में त्वचा खोलें।
    12. चमड़े के नीचे ऊतक और लंबाई में लगभग 3 सेमी विदारक कैंची और microforceps उपयोग कर जब तक ऊरु संवहनी बंडल घुटने में और्विक धमनी के विभाजन के लिए कमर में श्रोणि धमनी से सामने आ रहा है की परतों में प्रावरणी कट।
    13. जहाजों को अलग करें और adventitia कैंची और microforceps का उपयोग कर adventitia को हटा दें।
    14. जमना पक्ष खबिजली जमावट का उपयोग कर ranches। एक नम सेक के साथ आपरेशन के क्षेत्र को कवर किया।
    15. 1.1.14 - के रूप में, बाईं ओर के लिए वर्णित 1.1.11 सही पक्ष पर त्वचा खोलें।
    16. 1.5 सेमी - शिरापरक भ्रष्टाचार कटाई के लिए, 1 की दूरी पर समीपस्थ और बाहर का सिरों पर बिजली जमावट द्वारा सही ऊरु नस ligate।
    17. microforceps साथ शिरापरक भ्रष्टाचार निकालें और एक हेपरिन समाधान (50 आइयू / 0.9% सोडियम क्लोराइड समाधान में एमएल) के एक सिंचाई प्रवेशनी उपयोग कर के साथ शिरापरक भ्रष्टाचार फ्लश और बाईं जांघ को हस्तांतरण। एक नम सेक के साथ सही पक्ष पर आपरेशन क्षेत्र को कवर किया।
    18. proximally एक microvessel क्लैंप के साथ वंक्षण क्षेत्र में बाईं ओर ऊरु नस ligate। ऊरु नस distally बारे में 2 सेमी की दूरी पर शाखाओं में बंटी, पहले, बिजली जमावट द्वारा जमना ऊपरी घुटने पर।
    19. सम्मिलन के लिए एक 11-0 sutur के साथ अंत करने के लिए अंत सम्मिलन से नस के समीपस्थ अंत के साथ शिरापरक भ्रष्टाचार के समीपस्थ अंत कनेक्टई। के बारे में 8 बाधित टांके का प्रयोग करें। 12 बजे और 6 बजे के पदों पर पहले दो टांके रखने के साथ शुरू करते हैं। फिर, सामने की ओर इन बातों के बीच 3 और टांके के लिए 2 में डाल दिया और फिर वापस पक्ष में 3 और टांके के लिए 2 डाल दिया।
    20. उसी तरह से ऊरु नस के लिए वर्णित में और्विक धमनी ligate (1.1.18।)। सुनिश्चित करें कि पाश वाहिकाओं मुड़ नहीं कर रहे हैं। धमनी ऊरु नस के लिए वर्णित के रूप में के समीपस्थ अंत के साथ शिरापरक भ्रष्टाचार के बाहर का अंत Anastomose (कदम 1.1.19।)।
    21. प्रशासन 25 आइयू हेपरिन नसों। , फिर यकीन है कि पाश वाहिकाओं मुड़ नहीं कर रहे हैं अकड़न बारे में और 5 मिनट के लिए रिसाव और पाश की प्रत्यक्षता लिए जाँच करें।
    22. चूना papaverine (जैसे, 4 मिलीग्राम / एमएल) के जहाजों पर संवहनी ऐंठन को रोकने के लिए। अगर वहाँ प्रत्यक्षता है, पाश फैलता है और धमनी की नब्ज देखा जा सकता है।
    23. मैट्रिक्स की पहली छमाही (लगभग 500 μl) के साथ आरोपण चैम्बर prefill (जैसे </ Em>, एक हाइड्रोजेल या कोशिकाओं के साथ या बिना एक हड्डी मैट्रिक्स)। आरोपण के चेंबर में पाश शामिल करें।
    24. 1,000 μl की कुल मात्रा को मैट्रिक्स की दूसरी छमाही के साथ आरोपण चैम्बर भरें। चैम्बर के ढक्कन के साथ चैम्बर सील।
    25. एक गैर absorbable 6-0 सीवन के साथ जांघ पर आरोपण चैम्बर को ठीक करें। एक गैर absorbable 6-0 सीवन के साथ चैम्बर ढक्कन ठीक करें। बिजली जमावट के साथ संभव रक्तस्राव को रोकने के।
    26. absorbable 4-0 टांके के साथ त्वचा को बंद करें। एल्यूमीनियम स्प्रे के साथ घाव को कवर किया।
    27. एंटीबायोटिक दवाओं और दर्दनाशक दवाओं प्रशासन (जैसे, 7.5 मिलीग्राम / किग्रा Enrofloxacin अनुसूचित जाति, tramadol 12.5 मिलीग्राम / किग्रा प्रति ओएस (पीओ) (पीने के पानी के माध्यम से) 3 के लिए - चूहे के व्यवहार पर निर्भर करता है 5 दिन और बाद में)।
    28. vaporizer बंद करें और चूहे की आपूर्ति गैस साँस लेने के लिए जब तक यह जगाने के लिए शुरू होता अनुमति देते हैं।
    29. थर्मल समर्थन के साथ एक बॉक्स में चूहे प्लेस और इसे ध्यान से निरीक्षण जब तक पूरी तरह से बरामद किया।
    30. चूहे संयुक्त राष्ट्र मत छोड़ोभाग लिया जब तक यह पर्याप्त होश आ गया है स्टर्नल लेटना बनाए रखने के लिए।
    31. जब तक पूरी तरह से बरामद अन्य जानवरों की कंपनी को चूहे वापस नहीं है।
  2. explantation प्रक्रिया
    1. एक छोटी-समय या लंबे समय के आरोपण के बाद explantation प्रदर्शन करना (अध्ययन के डिजाइन के अनुसार, उदाहरण के लिए कृपया संदर्भ 27-32 देखें)। कदम 1.1.1.-1.1.9 के अनुसार चूहे anesthetize।
    2. एक छुरी (नं 10) के साथ पेट की त्वचा को खोलने और आंतों एक संक्षिप्त के साथ एक तरफ ले जाते हैं। उदर महाधमनी और कपास swabs रग कावा caudalis का उपयोग करते हुए बेनकाब।
    3. उदर महाधमनी (जैसे।, 24 गेज प्लास्टिक प्रवेशनी) Cannulate और विदारक कैंची से काट रग कावा caudalis।
    4. 0.9% सोडियम क्लोराइड 100 आइयू / एमएल हेपरिन युक्त तक लीक द्रव स्पष्ट है समाधान के साथ उदर महाधमनी फ्लश। 30 मिलीलीटर छिड़काव समाधान के साथ महाधमनी छिड़कना (जैसे।, में एजेंट या भारत विपरीतकश्मीर)।
    5. गहरी संज्ञाहरण में - (0.2 मिलीग्राम / किग्रा 0.1) embutramide, mebezonium आयोडाइड, tetracaine हाइड्रोक्लोराइड इंजेक्शन समाधान का एक घातक खुराक के इंजेक्शन से चूहे euthanize।
    6. एक गैर absorbable 4-0 सीवन के साथ उदर महाधमनी ligate और रग कावा caudalis।
    7. 2 अकड़न - 1 के साथ खुला घाव क्षेत्र को बंद करें। 4 डिग्री सेल्सियस (छिड़काव समाधान का इलाज) पर 24 घंटे के लिए चूहे स्टोर।
    8. अपनी पीठ पर चूहे रखें। हिंद अंग बिखरा हुआ है और चिपकने वाला टेप के साथ उन्हें ठीक।
    9. एक छुरी (नं 10) के साथ एक अनुदैर्ध्य चीरा के साथ चैम्बर ऊपर त्वचा खोलें।
    10. चैम्बर से संयोजी ऊतक और पाश डंडी विदारक कैंची और microforceps का उपयोग कर निकालें। विदारक कैंची के साथ कक्ष खोलने से 1 सेमी की दूरी पर पाश डंडी कट और चैम्बर को हटा दें।
    11. चैम्बर के ढक्कन खोलें और ध्यान से संदंश के साथ चैम्बर से निर्माण हटाने और कमरे में 24 घंटे के लिए 4% बफर formalin समाधान में इसे ठीकतापमान। बाद में 3 डी सूक्ष्म गणना टोमोग्राफी या आयल एम्बेडेड ऊतकीय विश्लेषण के लिए 30 के लिए निर्माण का उपयोग करें।

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Representative Results

ऊतक अभियांत्रिकी
अस्थि ऊतक इंजीनियरिंग प्रयोजनों के लिए, अलग अलग हड्डी के विकल्प के एक नंबर छोटे जानवर चूहे ए वी मॉडल पाश 27,28,33,34 में प्रत्यारोपित किया गया। Vascularization पूरी तरह से 3 डी सूक्ष्म गणना टोमोग्राफी (सूक्ष्म सीटी) (चित्रा 3) के द्वारा प्रदर्शन किया जा सकता है। एक संसाधित गोजातीय जालीदार हड्डी (PBCB) मैट्रिक्स के vascularization काफी vascularization बिना समूह की तुलना में पाश समूह में अधिक था। एक लगातार बढ़ रही है और maturating रक्त वाहिका नेटवर्क 8 सप्ताह से अधिक आरोपण कक्ष के भीतर विकसित किया है। के बीच 4 और 8 सप्ताह, निर्माणों के केंद्र की ओर vascularized ऊतक के सतत विकास मनाया गया, जबकि कोई वृद्धि गैर vascularized समूह 33 में पाया गया था। ए वी पाश मॉडल में 6 सप्ताह के लिए PBCB मैट्रिक्स के Prevascularization नियंत्रण अस्थिकोरक की तुलना में इंजेक्शन अस्थिकोरक के बेहतर अस्तित्व के लिए नेतृत्व किया। नियंत्रण समूहों के विपरीत, अस्थि-विशिष्ट जीन की अभिव्यक्ति प्रत्यारोपित अस्थिकोरक 28 के साथ ए वी पाश समूह में पाया गया था। एक और मैट्रिक्स के रूप में, एक साथ आतंच जेल के साथ धातुमल बायोएक्टिव कांच चूहों के ए वी छोरों में प्रत्यारोपित किया गया था। 3 सप्ताह के बाद, नवगठित वाहिकाओं के एक घने नेटवर्क विकसित किया है सूक्ष्म सीटी और ऊतक विज्ञान 27 के द्वारा प्रदर्शन किया।

आरोपण चैम्बर आदेश पाड़ vascularization में तेजी लाने के लिए संशोधित किया गया था। एक छिद्रित टाइटेनियम कक्ष का उपयोग करके, आंतरिक vascularization आसपास के ऊतकों से बाह्य जहाजों द्वारा समर्थित किया गया। एक β-tricalciumphosphate हाइड्रॉक्सियापटाइट (β-टीसीपी / हेक्टेयर) / आतंच मैट्रिक्स के आरोपण के बाद सिर्फ 2 सप्ताह में जहाजों के 83% समय के साथ निरंतर वृद्धि के साथ ए वी पाश से जुड़ा है और 8 सप्ताह 34 के बाद 97% कनेक्शन पहुँच गए थे। 5 एक्स 10 6 अस्थि मज्जा व्युत्पन्न mesenchymal स्टेम कोशिकाओं का प्रत्यारोपण (साथएमएससी) और हड्डी morphogenetic प्रोटीन 2 (बीएमपी -2), बीएमपी -2 या एमएससी अकेले समूहों प्रेरित किया जा सकता है की तुलना में हड्डी गठन में महत्वपूर्ण वृद्धि हुई है। 6 और 12 हफ्तों में, आतंच मैट्रिक्स पूरी तरह से अपमानित और सभी समूहों में अत्यधिक vascularized संयोजी ऊतक (चित्रा 3 बी 6 सप्ताह आरोपण) द्वारा बदल दिया गया था। 6 और 12 सप्ताह के बीच और अन्य समूहों में 12 सप्ताह के बाद बीएमपी -2 / एमएससी समूह में पोत संख्या में उल्लेखनीय कमी नहीं थी। यह शायद संवहनी नेटवर्क की परिपक्वता या एक सीमित संवहनी नेटवर्क के गठन के लिए 32 प्रमुख हड्डी संरचनाओं के कॉम्पैक्ट व्यवस्था की वजह से था।

हड्डी इसके अलावा, ऐसे मांसपेशियों या जिगर के रूप में अन्य ऊतकों भी ए वी मॉडल पाश में इंजीनियर जा सकता है।

इंजीनियरिंग अक्षीय रूप से vascularized मांसपेशियों के ऊतकों के लिए, एक ए वी पाश आतंच मैट्रिक्स में प्राथमिक myoblasts के साथ प्रयोग किए गए। एक के बाद prevascul2, 4, और 8 सप्ताह के लिए 2 सप्ताह के arization समय, 1 एक्स 10 6 myoblasts ए वी पाश कक्ष में प्रत्यारोपित किया गया। प्रत्यारोपित myoblasts Carboxyfluorescein diacetate succinimidyl एस्टर (CFDA) लेबलिंग उपयोग करने के बाद भी 8 सप्ताह redetected किया जा सकता है। कोशिकाओं आतंच मैट्रिक्स और मांसपेशियों-विशिष्ट मार्करों MEF -2 और desmin 4 सप्ताह के बाद सकारात्मक था की अभिव्यक्ति के भीतर अपने myogenic phenotype रखा। हालांकि, myogenic मार्कर जीन अभिव्यक्ति 8 सप्ताह है, जो शायद myogenic उत्तेजनाओं और आतंच मैट्रिक्स 35 के तेजी से अवशोषण के अभाव की वजह से था के बाद नकारात्मक था। myogenic उत्तेजना बढ़ाने के लिए, चूहे ए वी पाश की एक नई संशोधन आदेश अलगाव कक्ष के एक अधिक समीपस्थ स्थिति को प्राप्त करने में saphenous नस के बजाय अधिजठर नस का उपयोग कर विकसित किया गया था। इसलिए, गवाक्ष मोटर तंत्रिका के अतिरिक्त समावेश ज्यामितीय मदद की थी। इस ए वी पाश संशोधन, जो महामारी पाश के रूप में जाना जाता है का उपयोग करके, हम दिखा सकता है myogenic घसह-प्रत्यारोपित myoblasts और एमएससी के 36 ifferentiation।

यकृत ऊतक इंजीनियरिंग के लिए 4 x 10 6 PKH-26 लेबल भ्रूण जिगर की कोशिकाओं को 2 सप्ताह के लिए चूहे ए वी पाश मॉडल में एक आतंच मैट्रिक्स के भीतर प्रत्यारोपित किया गया। नियंत्रण समूह में, एक ए वी पाश और सेल मुक्त matrices बिना matrices प्रत्यारोपित किया गया। कार्यात्मक केशिकाओं ए वी पाश जहाजों से उठी और अत्यधिक vascularized नव-ऊतक आरोपण के 14 दिनों के बाद कक्ष के भीतर मनाया गया था, के रूप में CD31 धुंधला और भारत स्याही लेबलिंग से दिखाया गया है। वहाँ सेल मुक्त और hepatocyte ए वी पाश समूह के बीच कोई अंतर नहीं था। ए वी पाश घनी आतंच मैट्रिक्स vascularized और व्यवहार्य भ्रूण कोशिकाओं मुख्य रूप से प्रमुख संवहनी अक्ष की निकटता में सकारात्मक PKH-26 धुंधला और जिगर सेल विशिष्ट cytokeratin 18 (सी -18) immunohistology द्वारा explantation के बाद पता लगाया जा सकता है। सी.के.-18 के mRNA स्तर ए वी पाश सेल समूह में उठाया गया। इसके विपरीत, कोई सी.के.-18 expression एक पाश या कोशिकाओं को 37 बिना निर्माणों में पता लगाया जा सकता है।

एंजियोजिनेसिस अध्ययन
नस, धमनी भ्रष्टाचार और interpositional शिरापरक भ्रष्टाचार (IVG) खंड (चित्रा 1): ए वी पाश तीन खंडों के होते हैं। नाड़ी तंत्र के तीन आयामी मूल्यांकन प्रदर्शन किया है कि नवगठित जहाजों दोनों शिराओं और धमनियों हिस्से से और साथ ही शिरापरक interponate से जन्म लिया है। नवगठित जहाजों की एक बड़ी संख्या IVG 33 से मनाया गया। इन विवो एमआरए, जंग डाले और प्रतिरक्षा ऊतक विज्ञान की स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के साथ, एक आतंच मैट्रिक्स में angiogenesis की शुरुआत इन सबसे ऊपर दिन 10 और 14 के बीच मनाया गया, शिराओं और IVG खंडों कई केशिकाओं और बड़े जहाजों को जन्म दिया है। endovascular दबाव और कतरनी तनाव वा में वृद्धि के कारण IVG की उपर्युक्त क्रिया की निशानी के रूप ल्यूमिनल कैलिबर में एक क्रमिक कमी38 पर 7 दिन से पता चला रहा है। आगे की पढ़ाई के लिए, यह पुष्टि की जा सकती है कि नाड़ी अंकुरण मुख्य रूप से गैर-धमनी भ्रष्टाचार 39 में जगह लेता है।

angiogenesis प्रक्रियाओं और उत्तेजना और रक्त वाहिनियों के गठन के निषेध का सही विश्लेषण ए वी पाश आरोपण कक्ष में देखे जा सकते हैं। विकास के कारकों संवहनी endothelial वृद्धि कारक एक (VEGFA) और बुनियादी fibroblast वृद्धि कारक (bFGF) एक उच्च निरपेक्ष और सापेक्ष संवहनी घनत्व और आतंच मैट्रिक्स के तेजी से अवशोषण वृद्धि कारक मुक्त नियंत्रण समूह की तुलना में 31 प्रेरित किया। इसके अलावा, remodeling घटनाएं और अलगाव कक्ष के भीतर संवहनी नेटवर्क की परिपक्वता 8 सप्ताह की एक आरोपण अवधि में कल्पना थे। ए वी में intercapillary एक दूसरे का संबंध और intussusceptive angiogenesis के पाश कक्षों प्रक्रियाओं के साथ ही संभव लसीका विकास पूर्वोत्तर के मानकों के रूप में पहचान की गई immunohistologicallyovascular परिपक्वता 39। पीएचडी (prolyl hydroxylase डोमेन) अवरोध DMOG (dimethyloxallyl ग्लाइसिन) प्रणालीबद्ध चूहों में लागू करके, यह दिखाया जा सकता है कि हाइपोक्सिया-inducible कारक अल्फा (HIF-α) की एकाग्रता ए वी पाश में बढ़ vascularization साथ संबद्ध है और एक है पोत परिणाम 40 के लिए प्रोत्साहन।

आकृति 1
चित्रा 1:। शिरा (वी), धमनी (ए) भ्रष्टाचार और interpositional शिरापरक भ्रष्टाचार (IVG) सेगमेंट: चूहे मॉडल में एक ए वी लूप की योजना ए वी पाश तीन खंडों के होते हैं। ए वी पाश आंतरिक vascularization की प्रेरण के लिए एक बंद आरोपण कक्ष (सी) में एम्बेड किया जा सकता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

जीई = "1"> चित्र 2
चित्रा 2: चूहा में ए वी लूप ऑपरेशन (ए):।। चूहे के हिंद अंग के भीतर की ओर ऊरु बंडल के स्थानीयकरण (बी / सी): के बाएँ और दाएँ कमर में ऊरु संवहनी बंडल की तैयारी चूहा। वाहिकाओं अलग हो रहे हैं (डी), interpositional नस भ्रष्टाचार दाईं ओर (ई) से काटा और ऊरु नस (एफ) और एक ए वी पाश में बाईं ओर के और्विक धमनी के साथ मिलाया जाता है (जी, तीर anastomoses इंगित करता है)। पाश वाहिकाओं आरोपण चैम्बर एक मैट्रिक्स (एच) के साथ प्रीफिल्ड में और पूरा भरने (मैं) ढक्कन बंद कर दिया है (जे) के बाद स्थानांतरित कर रहे हैं। एक = और्विक धमनी, वी = ऊरु नस, एन = ऊरु तंत्रिका, IVG = interpositional शिरापरक भ्रष्टाचार। पैमाने पर पट्टी 5 मिमी (डीजे)।tp_upload / 54676 / 54676fig2large.jpg "लक्ष्य =" _blank "> यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र तीन
चित्रा 3: चूहा ए वी पाश मॉडल में vascularization के दृश्य (ए):। सूक्ष्म सीटी एक विपरीत एजेंट (पीला भरकर रखा वाहिकाओं) के साथ छिड़काव के बाद (ख):। Hematoxylin-Eosin के साथ एक β-टीसीपी / HA हड्डी स्थानापन्न के धुंधला एमएससी 6 सप्ताह के लिए ए वी पाश मॉडल चूहे में प्रत्यारोपित किया। ए वी पाश वाहिकाओं भारत स्याही (काले रंग) के साथ भरकर रखा जाता है। स्केल बार 1 मिमी। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Discussion

एक दशक से अधिक के लिए, हम सफलतापूर्वक छोटे पशु मॉडल में धमनी (ए वी) ऊतक इंजीनियरिंग प्रयोजनों के लिए विवो में पाश और पढ़ाई angiogenesis का इस्तेमाल किया है। हम प्रदर्शन कर सकता है कि इस microsurgical मॉडल बहुत अच्छी तरह से विभिन्न ऊतकों इंजीनियरिंग के लिए है और यह भी angiogenesis या antiangiogenesis अध्ययन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कि सबसे उपयुक्त है।

मौजूदा / वैकल्पिक तरीके के लिए सम्मान के साथ तकनीक का महत्व
इंजीनियर के ऊतकों या अंगों पोषक तत्वों और ऑक्सीजन वे अपने अस्तित्व और दोष साइट 41 में प्रत्यारोपण के बाद सफल एकीकरण के लिए जरूरत की आपूर्ति करने के लिए एक कार्यात्मक रक्त वाहिका नेटवर्क की आवश्यकता होती है। अलग prevascularization रणनीति का एक नंबर पिछले दशकों है, जो इन विट्रो बनाम विवो और बाह्य बनाम आंतरिक दृष्टिकोण के अनुसार भेदभाव किया जा सकता है पर विकसित किया गया है।

Scaffolds Fabrica हो सकता हैसाथ टेड ट्यूबलर के आकार का संरचनाओं और इस तरह इन विट्रो 42 में endothelial कोशिकाओं या पूर्वज कोशिकाओं के रूप में नाड़ी कोशिकाओं के साथ वरीयता प्राप्त। दूसरी ओर, इन विवो prevascularization के लिए, scaffolds एक अत्यधिक vascularized क्षेत्र में इस तरह के चमड़े के नीचे या मांसपेशियों के ऊतकों 21 के रूप में प्रत्यारोपित कर रहे हैं। बाद में, इन बाहर से vascularized निर्माणों दोष साइट में प्रत्यारोपित किया जा सकता है। हालांकि, इन तरीकों का दोष यह प्रत्यारोपण के बाद प्राप्तकर्ता के जहाजों के साथ microsurgical कनेक्शन की कमी है। विशेष रूप से बड़े पैमाने पर निर्माणों के मामले में, मेजबान वाहिका को तत्काल कनेक्शन इंजीनियर ऊतक 43 की तत्काल आपूर्ति के लिए आवश्यक है। इस समस्या के लिए स्पष्ट और सबसे होनहार समाधान इस तरह के ए वी पाश मॉडल के रूप में एक आंतरिक रूप से vascularized ऊतक या एक संवहनी अक्ष, द्वारा अंग की पीढ़ी में निहित है।

ए वी पाश विधि का उपयोग इसके अलावा जैसा कि ऊपर वर्णित अक्षीय vascularization अल कर सकते हैंइसलिए ए वी बंडलों के बजाय 44 या केवल एक पोत अधिजठर धमनी 45 के रूप में इस तरह के उपयोग से प्रेरित किया जा। हालांकि, कई प्रकाशनों में ए वी मॉडल पाश vascularization की डिग्री और नए सिरे से ऊतक गठन की राशि के संबंध में बेहतर साबित हुई। तनाका एट अल। दोनों methodological दृष्टिकोण और मनाया काफी अधिक ऊतक गठन और पाश में विकासशील केशिकाओं का एक बड़ा डिग्री बंडल समूह 46 की तुलना की तुलना में। दांग एट अल। यह भी ए वी पाश का उपयोग कर एक अध्ययन किया और ए वी बंडल एक खरगोश मॉडल है, जो वैसे ही बंडल समूह 47 की तुलना में पाश में काफी अधिक संवहनी घनत्व दिखाया में अस्थि ऊतक इंजीनियरिंग के लिए दृष्टिकोण। हम पिछले एक अध्ययन ए वी पाश मॉडल angiogenesis 48 के लिए एक उच्च क्षमता है कि इन परिणामों के साथ ही शो की पुष्टि करने में सक्षम थे।

हमारे ज्ञान का सबसे अच्छा करने के लिए, वहाँ का विश्लेषण करने के लिए कोई तुलनीय मॉडल हैएक अलग और अच्छी तरह से विशेषता वातावरण में विवो में vascularization। इसलिए, ए वी पाश मॉडल का मूल्यांकन कैसे अलग प्रकार की कोशिकाओं या विकास कारकों जैसे कोशिकाओं या विकास के कारकों पर हमले के रूप में आसपास के ढांचे से गड़बड़ी के बिना विभिन्न ऊतकों में पोत नेटवर्क के गठन या vascularization प्रक्रियाओं के लिए योगदान के लिए एक शक्तिशाली उपकरण का प्रतिनिधित्व करता है।

तकनीक की सीमाएं
हालांकि, प्रस्तावित मॉडल में से एक महत्वपूर्ण चुनौती सर्जरी के उच्च जटिलता है। पाड़ और दोष साइट में प्रत्यारोपण के prevascularization - एक के लिए, ए वी पाश मॉडल का उपयोग कर दोष के इलाज के लिए एक दो कदम प्रक्रिया की आवश्यकता है। इसका मतलब यह है रोगी दो सर्जरी से गुजरना पड़ता है कि। इसके अलावा, microsurgical कौशल सफल anastomosing submillimeter वाहिकाओं 49 के लिए एक आवश्यक शर्त है। इसलिए, ए वी बंडल कभी कभी के बाद से मैं नैदानिक ​​आवेदन के लिए अधिक उपयोगी माना जाता हैटी को भी होनहार हालांकि ए वी पाश 46 की तुलना में कम है, angiogenesis और ऊतक पीढ़ी के लिए क्षमता प्रदान करता है। हालांकि, इस आपरेशन कदम-दर-कदम भी गैर-शल्य चिकित्सक से सीखा जा सकता है, एक में ए वी पाश ऑपरेशन करने से पहले मरे हुए जानवरों (जैसे, चिकन पैर) के जहाजों शुरुआत में प्रशिक्षण और बाद के लिए छोटे कैलिबर सिलिकॉन ट्यूब का उपयोग जीवित जानवर। इसके विपरीत, सबसे अभ्यास माइक्रो सर्जन केवल प्रशिक्षण के एक कम समय के साथ यह कार्रवाई कर सकते हैं।

प्रोटोकॉल के भीतर महत्वपूर्ण कदम
सामान्य तौर पर, जहाजों के छोटे कैलिबर के कारण वहाँ thrombus गठन और पाश वाहिकाओं के बंद होने का खतरा है। हालांकि, चूहे मॉडल 80% -100 औसत पर छोरों के% में पेटेंट केवल कम समय anticoagulation के बाद सर्जरी 28,30,31,34,38,39 हेपरिन उपयोग कर रहे थे।

इसके अलावा, कारण सर्जरी के उच्च जटिलता के लिए यह घंटे के एक जोड़े को ले जाएगा (टी पर निर्भर करता हैवह सर्जन की विशेषज्ञता)। यह पूरे ऑपरेशन के दौरान पशुओं के उचित संज्ञाहरण जाँच करने के लिए और पर्याप्त रूप से पर्याप्त मात्रा में रक्त दबाव को बनाए रखने के लिए अर्क आपूर्ति करने के लिए आवश्यक है। पश्चात की अवधि के दौरान यह जानवर कई बार के स्वास्थ्य की जांच करने के लिए प्रशासन के लिए दर्दनाशक दवाओं / एंटीबायोटिक दवाओं और ऑपरेशन के घाव की जांच के लिए उच्च महत्व का है। चूंकि ज्यादातर मामलों में एक अलग कक्ष का आरोपण किया जाता है, यह संभव है कि कक्ष के भीतरी में संक्रमण देख के बिना होता है। 5 दिन - इसलिए, यह एंटीबायोटिक दवाओं के पूरे ऑपरेशन और प्रशासन ध्यान से 3 की अवधि में किया जाना चाहिए दौरान बाँझपन बनाए रखने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।

प्रोटोकॉल का संशोधन
चैम्बर अलग-अलग आकार और दोष के आकार को समायोजित किया जा सकता है। इसके अलावा, यह भी झिल्ली ए वी पाश संलग्न के रूप में Manasseri एट अल। 50 के द्वारा प्रदर्शन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। इसके अलावा, चबूतरा, supplemented कोशिकाओं और वृद्धि कारकों विभिन्न प्रकार के ऊतकों के हिसाब से चुना जा सकता है। हाल ही में, Miomas एट अल। ए वी पाश मॉडल के साथ संयुक्त जीन चिकित्सकीय दृष्टिकोण सफलतापूर्वक और VEGF165 51 के साथ पारगमन द्वारा पोत विकास को बढ़ाने के लिए प्रेरित कर सकता है। हाल ही में, हम मांसपेशी ऊतक इंजीनियरिंग प्रयोजनों के लिए चूहे ए वी पाश मॉडल समायोजित। ऊरु वाहिकाओं के बजाय, अधिजठर नस और saphenous धमनी का इस्तेमाल किया गया है, जो motoric इन्नेर्वतिओन ( "महामारी पाश मॉडल") 36 अक्षीय रूप से vascularized पाड़ में गवाक्ष तंत्रिका का आरोपण सक्षम होना चाहिए। एक motoric तंत्रिका का आरोपण इसके अलावा, हड्डी के ऊतकों के neurotization इंजीनियर संवेदी तंत्रिकाओं के साथ निर्माणों बढ़ाया osteogenesis और अस्थि दोष 52 के बेहतर मरम्मत के लिए फायदेमंद होने की सूचना है। ए वी पाश न्यूनतम दाता साइट रुग्णता लाती है और शरीर 52 के विभिन्न स्थलों पर बनाया जा सकता है। यह के अन्य स्थलों पर सतही जहाजों का उपयोग करने के लिए संभव हो जाएगाए वी पाश या यहां तक ​​की पीढ़ी के लिए शरीर में इस तरह खरगोश या माउस मॉडल के रूप में अन्य जानवरों का उपयोग करने के लिए।

भविष्य के अनुप्रयोगों या दिशा-निर्देश के बाद इस तकनीक में माहिर
एक ऐसी प्रसार, प्रवास और के रूप में endothelial सेल कार्यों के मार्कर और intracellular अवरोध - हाल ही में, हमारे समूह काम कर रहे एक अच्छी तरह से विशेषता murine भ्रूणीय endothelial पूर्वज सेल (ईपीसी) लाइन (T17b) guanylate बाध्यकारी प्रोटीन -1 (जीबीपी -1) व्यक्त प्रत्यारोपित आक्रमण - चूहे ए वी पाश मॉडल में। भेदभाव जीबीपी-1-ईपीसी के antiangiogenic क्षमता ए वी पाश निर्माणों में रक्त वाहिका घनत्व का एक महत्वपूर्ण कमी के द्वारा प्रदर्शन किया जा सकता है। नैदानिक आवेदन के संबंध में, proinflammatory antiangiogenic GTPase जीबीपी-1 antiangiogenic उपचारों के नए रास्ते, उदा।, कैंसर या अन्य बीमारियों के लिए 53 खोल सकता है। इस अध्ययन के आधार पर, यह कल्पना है कि ए वी मॉडल पाश एक रोग की स्थापना के लिए इस्तेमाल किया जा सकताआगे के विश्लेषण और संभव मॉडुलन के लिए vascularization नेटवर्क। उदाहरण के लिए, इस मॉडल ट्यूमर angiogenesis, अपने को प्रभावित करने वाले कारकों और विभिन्न तरह के निर्यात संवर्धन परिषदों, ट्यूमर कोशिकाओं के रूप में ट्यूमर पोत नेटवर्क के गठन में शामिल कोशिकाओं की सटीक भूमिका को बेहतर ढंग से समझ पाने और 54 स्टेम कोशिकाओं के लिए एक इष्टतम अवसर प्रदान करता है। विवो में कैंसर मॉडल अक्सर आनुवंशिक रूप से संशोधित चूहों की प्रक्रिया और विभिन्न मानव प्रकार के कैंसर के विकास विशेषताओं अनुकरण करने में किया जाता है और दवा के विकास और preclinical परीक्षण 55 के लिए उत्कृष्ट साबित किया है। इसके अलावा, वहाँ इस तरह के immunocompromised चूहों 56 के रूप में प्रायोगिक पशुओं में ट्यूमर की रोपाई के लिए जेनोग्राफ्ट मॉडल हैं। एक और अधिक चिकित्सकीय संबंधित दृष्टिकोण मरीज के ट्यूमर, "व्यक्तिगत माउस मॉडल" या "रोगी व्युत्पन्न ट्यूमर xenografts मॉडल" 57 के रूप में जाना से प्रत्यारोपण शामिल है। हालांकि, इन मॉडलों infl के अध्ययन के लिए व्यावहारिक नहीं हैंआसपास के ऊतकों से प्रभाव के बिना एक एकल कोशिका स्रोत या वृद्धि कारक के uence।

ए वी मॉडल पाश यह संभव ट्यूमर जीव विज्ञान का अध्ययन करने के लिए ऊतक इंजीनियरिंग के तरीकों का उपयोग करने के लिए बनाता है। यह 'के रूप में ट्यूमर इंजीनियरिंग "Ghajar एट अल द्वारा परिभाषित किया गया है। और 58 "जटिल संस्कृति मॉडल है कि इन विवो ट्यूमर microenvironment के पहलुओं पुनरावृत्ति कई तराजू पर ट्यूमर के विकास, प्रगति, और चिकित्सा की गतिशीलता का अध्ययन करने के लिए का निर्माण शामिल है।" एक ट्यूमर पर्यावरण पृथक आरोपण कक्ष है, जो सेल सेल बातचीत, angiogenesis, मॉडुलन, वृद्धि और निषेध का एक सटीक विश्लेषण की अनुमति देता भीतर का निर्माण किया जा सकता है। इसके अलावा, ए वी पाश मॉडल के विकास या neoangiogenesis की रुकावट या ट्यूमर के विकास के अवरोध के विषय में उपचारों मान्य करने के लिए फायदेमंद साबित हो सकता है।

vascularization उत्प्रेरण के लिए इस दृष्टिकोण का प्रयोग, यह Enginee के लिए संभव हैएक चिकित्सकीय प्रासंगिक आकार में आर ऊतकों। आगे की पढ़ाई के लिए, हम 12 सप्ताह 59,60 की एक अपेक्षाकृत कम समय में लगभग 15 सेमी ³ का एक महत्वपूर्ण मात्रा के साथ प्रत्यारोपण के लिए अक्षीय रूप से vascularized हड्डी के ऊतकों को उत्पन्न करने में सक्षम थे। आदेश में नैदानिक ​​अभ्यास करने के लिए इन निष्कर्षों का अनुवाद करने में, टिबिया दोष मॉडल का उपयोग सिद्धांत के अध्ययन का एक सबूत मानव में आवेदन के लिए पहले की निकट भविष्य में प्रदर्शन किया जाएगा। पहले कदम के रूप में, हम सफलतापूर्वक दीर्घकालिक स्थिरता 61 के साथ एक नैदानिक परिदृश्य में एक बड़ी मात्रा में दोष में सीटू के अस्थि ऊतक इंजीनियरिंग में प्रदर्शन कर सकता है। वर्णित ए वी पाश मॉडल को लागू करने में यह रोगी व्यक्ति की आवश्यकताओं के अनुरूप एक चिकित्सा उपलब्ध कराने के लिए संभव बनाता है। हमारे परिणामों के आधार पर मानव शरीर में ही रहने वाले एक बायोरिएक्टर के रूप में सेवारत के विचार अभी भी भविष्य के लिए महान वादा रखती है।

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Acknowledgments

हम अपने ए वी पाश अनुसंधान के समर्थन के लिए निम्न संस्थानों को धन्यवाद देना चाहूंगा: Staedtler Stiftung, डॉ फ्रिट्ज Erler Fonds, वरना क्रोनर Fesenius Stiftung, बैक्सटर हेल्थकेयर जीएमबीएच, DFG, IZKF / वेग / efi / लिंग के लिए कार्यालय और विविधता, Forschungsstiftung चिकित्सा भोजन , Erlangen-Nürnberg (एफएयू), ए ओ फाउंडेशन, मैनफ्रेड रोथ Stiftung, ज़ू हांगकांग, हंस जॉर्ज Geis फाउंडेशन, Deutscher Akademischer Austauschdienst (डीएएडी), जर्मनी, और उच्च शिक्षा मंत्रालय और वैज्ञानिक अनुसंधान, इराक के फ्रेडरिक अलेक्जेंडर विश्वविद्यालय। हम उनके उत्कृष्ट तकनीकी सहायता के लिए स्टीफन फ्लेशर, मरीना Milde, कैटरीन कोह्न और Ilse अर्नोल्ड-Herberth को धन्यवाद देना चाहूंगा।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
0.9% sodium chloride Berlin-Chemie AG 34592508
11-0 Ethilon / polyamide 6/6 Ethicon EH7438G
4-0 Vicryl / polygalactin 910 Ethicon V392H
6-0 Prolene / polypropylene Ethicon 8695H
aluminium spray Pharma Partner Vertriebs-GmbH 1020
antiseptics  BODE Chemie GmbH 
Catheter  B Braun Meslungen AG 4251612-02
contrast agent Flowtech  MV-122
embutramide, mebezonium iodide, tetracaine hydrochloride injectable solution  Intervet International GmbH
encre de chine intense Indian ink Lefranc & Bourgeois
Enrofloxacin Bayer AG
eye ointment Bayer AG
Formalin 4% Carl Roth GmbH & Co. KG P087.4
Heparin Ratiopharm GmbH
isoflurane  Abbott Laboratories 6055482
Lewis rat, male Charles River Laboratories
Metamizol-Natrium  Ratiopharm GmbH
papaverine / Paveron N Linden Arzneimittel-Vertrieb-GmbH
tramadol / Tramal Grünenthal GmbH

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एक छोटे पशु मॉडल में धमनी (ए वी) लूप angiogenesis और vascularized ऊतक इंजीनियरिंग का अध्ययन करने के लिए
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Weigand, A., Beier, J. P., Arkudas, A., Al-Abboodi, M., Polykandriotis, E., Horch, R. E., Boos, A. M. The Arteriovenous (AV) Loop in a Small Animal Model to Study Angiogenesis and Vascularized Tissue Engineering. J. Vis. Exp. (117), e54676, doi:10.3791/54676 (2016).

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