For creation of highly organized structures of complex tissue, one must assemble multiple material and cell types into an integrated composite. This combinatorial design incorporates organ-specific layered cell sheets with two distinct biologically-derived materials containing a strong fibrous matrix base, and endothelial cells for enhancing new vessels formation.
Mange vev, slik som den voksne menneskehjerter, er ikke i stand til i tilstrekkelig grad å regenerere etter skade. 2,3 strategier i vevsteknologi foreslå innovasjoner å hjelpe kroppen i utvinning og reparasjon. For eksempel kan TE tilnærminger være i stand til å dempe hjerte ombygging etter myokardialt infarkt (MI) og eventuelt øke totalt hjerte-funksjonen til en nær normal pre-MI-nivå. Fire Som med en hvilken som helst funksjonelt vev, vellykket regenerering av hjertevev involverer levering av riktig flere celletyper med miljø signaler favoriserer integrering og overlevelse av implantert celle / vev pode. Utviklet vev bør rette flere parametere inkludert: løselig signaler, celle-til-celle interaksjoner, og matriksmaterialer evaluert levering kjøretøy, deres effekter på celleoverlevelse, materialstyrke, og tilrettelegging for celle-til-vev organisasjon. Studier som benytter direkte innsprøyting av pode celler bare ignorere disse viktige elementer. 2,5,6En vev design som kombinerer disse ingrediensene har ennå ikke utviklet. Her presenterer vi et eksempel på integrerte design med lagdeling av celle mønstrede ark med to forskjellige typer av biologisk avledede materialer som inneholder målorganet celletype og endoteliale celler for å øke nytt fartøy formasjonen i "tissue". Selv om disse studiene fokuserer på generering av hjerte-lignende vev, kan dette vevet design kan brukes til mange andre enn hjerte med minimalistisk design og materialendringer organer, og er ment å være en off-the-sokkel produkt for regenerativ behandling. Protokollen inneholder fem detaljert fremgangsmåte. En temperaturfølsom poly (N -isopropylacrylamide) (pNIPAAM) blir brukt til å belegge Vevdyrkningsskåler. Deretter vev bestemt dyrkes cellene på overflaten av de belagte plater / micropattern overflater for å danne celle ark med sterke side adhesjon. For det tredje er en basismatrise opprettet for vevet ved å kombinere porøse matrise med neovaskulær permissive hydrogeler og endotelceller. Til slutt blir de celle arkene løftet fra pNIPAAM belagte retter og overført til basiselementet, slik at den komplette konstruksjonen.
Injection of cells and/or single materials alone has shown variable success in other organ systems and limited success in cardiac regeneration.5,7-12 Currently, stem cell-derived cells are delivered to damaged tissue using a variety of delivery methods including: direct cell injection into tissue and perfusion into the blood supply.13-17 Others have implanted cells alone, materials alone and/or in combination with material carriers to help regenerate damaged organs.18-21 This design combines multiple strategies that provide material strength, patterning in multiple materials and multiple cell types.
Specifically, the base acellularized fibrous matrix provides the foundational physical strength to the construct, making it suitable for suturing in into the patient, if necessary. The void spaces in the base matrix are filled with endothelial cells in a neovascular permissive hydrogel22 for rapidly establishing vascularization of the implanted construct. This composite is then integrated with pre-patterned cell sheets that allow enhanced cell-to-cell communication, more closely mimic the native tissue.1,23-25 The overall production process for the layered cellular patch is outlined by the flowchart in Figure 1.
De kritiske trinnene i protokollen omfatter: å belegge plateoverflater med thermoresponsive polymer og manipulere celle ark etter avkjøling platene. Fordi forskjellige celler oppviser forskjellige fysikalske egenskaper, som adhesivity, løfte tid bør være optimalisert for hver annen celletype. Den andre, og særlig utfordrende komponent i denne protokollen, sentre på manipulering av cellefolien, en kritisk del av fremgangsmåter for vev sammenstillingen. Den enkeltcellelaget i cellen arket er ganske skjør og kan r…
The authors have nothing to disclose.
This work was funded by a New Faculty Award II from the California Institute of Regenerative Medicine (CIRM; RN2-00921-1), NIH-funded National Research Award (F32-HL104924), and CIRM Training Grant (TG21163). Materials were provided by: Glycosan Biosystems Inc / BioTime and Dr. Stephen Badylak (University of Pittsburgh)
Table of Reagents: | |||
Reagent | Company | Catalogue number | Comments |
Calcein-AM | Invitrogen | C3099 | Cell tracker / live dye |
Lysotracker Red | Invitrogen | L7528 | Cell tracker |
Neutral Red | Sigma | N7005 | Visible Cell dye |
pNIPAAM | Sigma Aldrich | 412780250 | Poly(N-isopropylacrylamide) |
Toluene | Sigma Aldrich | 244511-1L | |
Hexane | Sigma Aldrich | 296090-1L | |
RAOSMC | Lonza | R-ASM-580 | Rat Aortic Smooth Muscle Cells |
SmGM2 | Lonza | CC-4149 | Smooth Muscle Media |
HUVEC | Invitrogen | C-003-5C | Human Venous Endothelial Cells |
HyStem | Glycosan/Biotime | ———— | |
Isopropyl alcohol | VWR International | BDH1133-4LP | |
Trypsin | Corning Cellgro | 25-053-C1 | |
PBS | Gibco | 14287-072 | |
FBS | Gibco | 16140-071 | |
Table of Specific Equipment: | |||
Equipment | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
Filter paper | Ahlstrom | 6310-0900 | |
Buchner Funnel | Sigma Aldrich | Z247308 | |
UpCell Plates | Nunc | 2014-11 | |
UV light. | Jelight Company | UVO Cleaner Model No.42 |