Pulsatif Biyoreaktör kullanarak Mühendislik Biyolojik Tabanlı Vasküler Greftler
Summary
Grubumuz, kardiyovasküler sistem fizyolojik pulsatil gerilmeler implante küçük çaplı vasküler greft yeniden taklit eden bir biyoreaktör kültür sistemi geliştirmiştir.
Abstract
Fonksiyonel küçük çaplı arteriyel atlar yeniden metodoloji geliştirmek ve ilerletmek için çok çaba ayrılmış oldu. Fizyolojik bir ortamda, hem mekanik hem de kimyasal stimülasyon arter damarlarının 1,2 düzgün gelişimi ve işlevleri korumak için gereklidir.
Grubumuz tarafından geliştirilen Biyoreaktör kültür sistemleri, yerli damarları taklit bir tam kontrollü kemo-mekanik bir ortam içinde gemi yenilenmesini desteklemek üzere tasarlanmıştır. Bizim biyoreaktör montaj ve bakım işlemleri oldukça basit ve 3,4 yüksek tekrarlanabilir. Düz kas hücreleri (SMC'lere) uyumlu silikon tüp içinde 12 hafta veya pulsatil uyarı olmaksızın dişli ve biyoreaktör kültüre bir tübüler Poliglikolik asit (PGA) örgü üzerine numaralı seribaşı. Bazı öncekilerden biyoreaktör ayırt dört temel nitelik vardır. 1) sadece yerel kan damarlarının etrafındaki biyokimyasal simüle diğer kültür sistemlerinin aksine, bizim biyoreaktör kültür gemilere siklik radyal gerilme uygulayarak fizyolojik pulsatil bir ortam oluşturur. 2) Birden fazla mühendislik gemilerin kontrollü bir kimyasal ortam içinde farklı mekanik koşullar altında aynı anda yetiştirilebilir. 3) biyoreaktör hayvan implantasyon modeller için tasarlanmış gemilerin luminal yüzüne kolayca kaplanabilir endotel hücreleri bir tek katman (EC) sağlar. 4) Ayrıca biyoreaktör, belirli bir çap boyutuna uyacak şekilde tasarlanmış gemilerin değişik çap büyüklüğü ile kültür, her bireyin biyoreaktör uyarlamak için çaba harcamadan, 1 mm den 3 mm arasında değişiyordu.
Bizim biyoreaktör kültürü tasarlanmış gemilerin, belli bir dereceye kadar doğal kan damarlarının histolojik olarak benzerler. Damar duvarlarındaki hücreler, düz kas miyozin ağır zincir (SMMHC) 3 gibi olgun SMC kontraktil belirteçlerinin ifade eder. Önemli bir miktarda kolajen mühendislik damarları 5 nihai mekanik dayanım sorumlu ekstraselüler matriks içinde yatırılır. Biyokimyasal analizler de mühendislik damarların kollajen içeriği, ana arterler 6 ile karşılaştırılabilir olduğunu gösterir . Önemlisi, pulsatil biyoreaktör sürekli hayvan modellerinde 3,7 başarılı implantasyon deneyleri izin mekanik özellikleri sergileyen damarları yeniden. Ayrıca, bu biyoreaktör bir non-lineer optik mikroskobu (NLOM) 8 kullanarak kollajen remodeling zamanla gerçek zamanlı değerlendirilmesi ve takibi, non-invaziv, daha izin değiştirilebilir. Sonuç olarak, bu biyoreaktör fonksiyonel küçük çaplı vasküler greft rejenerasyon düzenleyen temel mekanizmaları incelemek için mükemmel bir platform olarak hizmet etmelidir.
Protocol
Discussion
Tasarlanmış gemilerin kalitesini büyük ölçüde doku kültüründe kullanılan SMC'lere kalitesini tarafından dikte. SMC fenotip kritik yönleri kontraktil morfolojisi, düşük geçit sayısı ve biyoreaktör içinde prolifere yeteneği içerir. Biz geçit sayısı polimer iskele üzerine hücre tohumlama zamanında P3 daha büyük olması önerilir. Ayrıca, SMC kaynakları kullanmadan önce mycoplasma özgür olduğunu onaylamak için çok önemlidir. Biz mycoplasma-kontamine hücreler biyoreaktör kültür…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma (LEN hem de) Ulusal Sağlık Hibe R01 EB-008.836 Enstitüleri ve R01 HL083895 tarafından finanse edilmektedir. Biz araştırma biyoreaktörler yapmak için Daryl Smith Üniversitesi cam üfleme, teşekkür etmek ister.
Materials
| Name of Reagent/Material | Supplier | Catalogue Number |
|---|---|---|
| FBS (Fetal Bovine Serum) Heat-Inactivated | HyClone | SH30071 |
| DMEM | GIBCO | 11885 |
| rhFGF-basic | R&B | 234-FSE |
| rrPDGF-BB | R&B | 520-BB |
| Penicilin G | Sigma | PENNA |
| Copper(II) Sulfate | Sigma | C8027 |
| Gylcine | Sigma | C8790 |
| L-Alanine | Sigma | A7469-25G |
| L-Proline | Sigma | P5607-25G |
| Ascorbic Acid | Sigma | A4544-25G |
| HEPES | Sigma | H3375-100G |
| Silicone Stopper | Cole-Parmer | 06298-24 |
| Masterflex tubes L/S | Cole-Parmer | 06508-16, 06508-18 |
| Masterflex pump | Cole-Parmer | 7553-80 |
| Dacron cuff | Maquet | 174406 |
| PGA felt | Concordia | MO000877-01 |
| 4-0 1.5 metric Surgipro II suture | Syneture | VP-557-X |
| 6-0 0.7 metric Dexon suture | Syneture | 7538-11 |
| 0.22μm PTFE filters | Whatman | 6780-2502 |
| Three Way Stop-cock | Edwards Lifesciences | 593WSC |
| Pressure Transducer | Edwards Lifesciences | PX212 |
| IV bags | Baxter | R4R2110 |
| Saline dilution set | Arrow | W20030 |
| Silicone tubing | Saint-Gobain | F05027 |
Riferimenti
- Risau, W., Flamme, I. Vasculogenesis. Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 11, 73-91 (1995).
- Fankhauser, F., Bebie, H., Kwasniewska, S. The Influcence of mechanical Forices and Flow Mechanisms on Vessel Occlusion. Lasers in Surgery and Medicine. 6, 530-532 (1987).
- Niklason, L. E., Gao, J., Abbott, W. M., Hirschi, K. K., Houser, S., Marini, R., Langer, R. Functional arteries grown in vitro. Science. 284, 489-493 (1999).
- Prabhakar, V., Grinstaff, M. W., Alarcon, J., Knors, C., Solan, A. K., Niklason, L. E. Engineering porcine arteries: Effects of scaffold modification. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 67A, 303-311 (2003).
- Mitchell, S. L., Niklason, L. E. Requirements for growing tissue-engineered vascular grafts. Cardiovascular Pathology. 12, 59-64 (2003).
- Dahl, S. L. M., Rhim, C., Song, Y. C., Niklason, L. E. Mechanical properties and compositions of tissue engineered and native arteries. Annals of Biomedical Engineering. 35, 348-355 (2007).
- Quint, C., Kondo, Y., Manson, R. J., Lawson, J. H., Dardik, A., Niklason, L. E. Decellularized tissue-engineered blood vessel as an arterial conduit. Proc Natl Acad Sci U S A. 108, 9214-9219 (2011).
- Niklason, L. E., Yeh, A. T., Calle, E. A., Bai, Y., Valentín, A., Humphrey, J. D. Enabling Tools for Engineering Collagenous Tissues Integrating Bioreactors, Intravital Imaging, and Biomechanical Modeling. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107, 3335-3339 (2010).
- Gong, Z., Calkins, G., Cheng, E. -. c., Krause, D., Niklason, L. E. Influence of Culture Medium on Smooth Muscle Cell Differentiation from Human Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells. Tissue Engineering Part A. 15, 319-330 (2009).
- Gong, Z. D., Niklason, L. E. Small-diameter human vessel wall engineered from bone marrow-derived mesenchymal stem cells (hMSCs. Faseb Journal. 22, 1635-1648 (2008).
- Poh, M. Blood vessels engineered from human cells. Lancet. 365, 2122-2124 (2005).
- American Heart Association. . Biostatistical fact sheet: cardiovascular procedures. , (2002).
