3D 인쇄 가이드 및 반지 스태킹 방법을 사용하여 엔지니어링 혈관 이식의 크기 조정
Summary
확장 가능한 설계 혈관 임상 적용 가능성을 향상시킬 것입니다. 쉽게 상당한 3D 인쇄 가이드 사용, 혈관 평활근의 고리가 생성되었고, 혈관 이식을 형성, 튜브형 형태로 쌓여있다. 이식 단순히 3D 인쇄 된 안내서의 크기를 변화시킴으로써 인간 동맥 치수의 범위를 만족하는 크기로 할 수있다.
Abstract
관상 동맥 질환은 수백만의 미국인에 영향을 미치는 주요 사망 원인이 남아있다. 가능한자가 혈관 이식의 부족으로 설계 이식 환자의 치료에 큰 잠재력을 제공합니다. 그러나, 설계 혈관 이식은 일반적으로 쉽게 확장되지 않은 시간과 비용이 많이 드는 연습을 구성, 서로 다른 크기를 사용자 정의하기 위해 사용자 정의 형 또는 폴리머 튜브의 제조를 요구. 인간의 동맥은 약 2.0-38 mm에서 약 0.5-2.5 mm의 벽 두께 내강 직경에 이르기까지 다양합니다. 우리는 방법을 만들었습니다, 원하는 세포 유형의 조직 가변 크기 반지, 혈관 평활근 세포 여기 입증하는 "반지 스태킹 방법"(SMCs을)라고, 내강 직경을 제어하는 중앙 포스트의 가이드를 사용하여 만들 수 있습니다 및 외부 쉘은 혈관 벽 두께를 지시합니다. 이러한 티슈 링 후 혈관의 자연적인 형태를 모방하는 관형 구조물을 만드는 적층된다. 혈관 길이는 수 b즉 단순히 필요한 길이를 구성하는 데 필요한 벨 횟수 적층 원단. 우리의 기술로, 혈관 유사 관 형태의 조직 용이 병원 및 환자의 요구에 맞는 치수 및 다양한 길이로 제조 될 수있다.
Introduction
관상 동맥 질환 (CAD)의 치료에있어서, 환자 자신의 혈관 우회로 수술 이식 재료로서 수거된다. 그러나, 자주, 병 환자는 자신에 기부 가능한 용기를 가지고 있지 않으며, 그들이 할 경우, 기증자 사이트는 상당한 추가 피해를 발생 및 감염에 대한 심각한 위험이있다. 1 엔지니어링 혈관 이식이 필요를 채울 수있다. 확장 성 환자의 혈관 크기 요구의 넓은 범위를 충족하기 위해 설계 선박 가장 중요하다. 그러나, 엔지니어링 선박에 대한 본 발명의 방법은 쉽게 확장하지 않고, 일반적으로 복잡한 금형 또는 고분자 지지체의 재생산을 필요로한다. 대부분의 이식 혈관 섬유 아세포, 평활근, 또는 내피 세포 시딩 중합체 관형 지지체를 이용하거나 설계; 또는 맨드릴 주위에 세포 시트를 압연 조직 튜브를 만들 수 있습니다. 임상 시험에서 두 설계 혈관 이식은 decellularize을 기반으로D 폴리머 ECM 플랫폼입니다. 혈관 복구에 사용 가능한 2, 3, 4 중합체 이식 이미 지속적인 중합체 존재감 그래프트 장기간 용도에 중요한 문제로 발생할 수있는 문제 개통을 갖는 것으로 알려져있다. 관형 주형 절차는 다양한 크기의 혈관을 생성하기 위해 사용자 정의 금형 추가적인 설계 및 공구 제조를 필요 13 된 완전 세포 선박, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12를 제조하는데 사용되어왔다 .
본원에 기재된 방법은 쉽게 확장 설계 혈관을 생성하기위한 신규 한 기술을 포함사용자 정의 3D 인쇄 인서트와 전통 문화 판을 사용하여 접목. 셀 (14)은 중앙 후와 외피의 인서트 플레이트에 시딩 하였다. 포스트 컨트롤은 직경 루멘과에 세포 단층 조직의 반지에 자기 조립 수 있습니다. 외측 링의 쉘 두께를 제어하고, 따라서 최종 용기의 벽 두께. 완성 된 티슈 링 후 관상 혈관 그래프트를 형성하기 위해 적층된다. 이 방법의 장점은 "링 스태킹 방법"를 지칭하는 부착 성 세포 유형 단순히 수정 가이드 삽입함으로써 생성 될 수있는 플레이트 셋업 및 조직 환 또는 원하는 응용에 필요한 크기의 튜브에 접종 될 수 있다는 것이다. 조직의 조직 공학 작성 반지의 비교 기술은 각각의 원하는 크기 금형의 재생산을 필요로하는 규모, 15, 16 어려운 남아있다. 또한, 혈관 이식이 생성 될 수있다이 방법을 사용하여 만든2-3 주 내에 D는 몇 주 빨리 다른 설계 선박에 비해. 도 6은 병원,이 시간 차이는 저하 환자의 치료에 유의 한 차이를 만들 수있다.
Protocol
Representative Results
Discussion
반지 스태킹 방법은 현재의 혈관 조직 설계 구조 기술을 통해 여러 이점을 제공합니다. RSM은 단순히 포스트 및 외부 쉘 크기를 사용자 정의하여 모든 규모의 인간의 혈관을 생성하도록 할 수 있습니다. 우리의 방법은 인간 세포만을 급속 신체의 자연적인 상처 치유 과정에서 발견 된 지지체 물질을 분해 이루어지는 중합체 프리 설계된 선박 개발을 허용한다. 폴리머 이식은 병원에서 재 협착을 일…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 조직 학적 및 세포 문화의 일부와 그 종류 도움을 우리의 동료 램 실험실 동료 아마르 Chishti 및 Bijal 파텔에게 감사의 말씀을 전합니다. 자금은 웨인 주립 대학의 나노 의학 원정대 (CBP)에 의해 제공되었다, – 시작 업 자금 및 심장 혈관 연구소 씨 그랜트 (MTL).
Materials
| Human Aortic Smooth Muscle Cells | ATCC | PCS-100-012 | vascular smooth muscle cells |
| Medium 231 | Gibco (Life Technologies | M-231-500 | media specific to vascular smooth muscle cells |
| Human Aortic Smooth Muscle Cell Growth Kit | ATCC | PSC-100-042 | growth factors for maintaining vascular smooth muscle cell viability |
| Replicator Mini 3D printer | MakerBot | N/A | 3D printer |
| Poly(lactic acid) 3D ink (PLA) | MakerBot | N/A | 3D printer filament |
| Poly(dimethlysiloxane) (PDMS) | Ellworth Adhesives | 3097358-1004 | polymer for gluing plate parts |
| Fibrinogen | Hyclone Labratories, Inc. | SH30256.01 | fibrin gel component |
| Thrombin | Sigma Life Sciences | F3879-5G | fibrin gel component |
| Tranforming Growth Factor-Beta 1 | PeproTech | 100-21 | growth factor for stimulating collagen production |
| Hemocytometer | Hausser Scientific Co. | 3200 | for cell counting |
| Polycarbonate tubing | US Plastics | PCTUB1.750X1.625 | material for making tall, ring stacking plates |
| Polycarbonate sheet | Home Depot | 409497 | material for making tall, ring stacking plates |
| Adhesive polymer solvent | SCIGRIP | 10799 | material for making tall, ring stacking plates |
| Instron 5940 | Instron | N/A | tensile testing machine |
| U-Stretch | Cell Scale | N/A | tensile testing machine |
| Smooth Muscle Actin | MA5-11547 | Thermo Fisher | antibody |
| Tropomyosin | MA5-11783 | Thermo Fisher | antibody |
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