टिशू इंजीनियरिंग: स्तरित सेल पत्रक के वितरण के लिए एक बहुकोशिकीय 3D पाड़ के निर्माण
Summary
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.
Abstract
ऐसे वयस्क मानव मन के रूप में कई ऊतकों,, पर्याप्त रूप से क्षति के बाद पुनर्जीवित करने में असमर्थ हैं. ऊतक इंजीनियरिंग में 2,3 रणनीतियाँ वसूली और मरम्मत में शरीर की सहायता करने के लिए नवाचारों का प्रस्ताव. उदाहरण के लिए, ते दृष्टिकोण रोधगलन (एमआई) के बाद दिल remodeling attenuate और संभवतः एक के पास सामान्य पूर्व एमआई स्तर के लिए कुल दिल समारोह को बढ़ाने में सक्षम हो सकता है. 4, हृदय के ऊतकों के सफल उत्थान के समुचित वितरण शामिल है किसी भी कार्य ऊतक के साथ के रूप प्रत्यारोपित सेल / ऊतक भ्रष्टाचार के एकीकरण और अस्तित्व के पक्ष में पर्यावरण cues के साथ कई प्रकार की कोशिकाओं. डिलीवरी वाहन, सेल अस्तित्व पर उनके प्रभाव, सामग्री ताकत, और सेल के लिए ऊतक संगठन की सुविधा के रूप में मूल्यांकन घुलनशील संकेत, सेल करने वाली सेल बातचीत, और मैट्रिक्स सामग्री: इंजीनियर ऊतकों सहित कई मापदंडों का पता होना चाहिए. भ्रष्टाचार कोशिकाओं की प्रत्यक्ष इंजेक्शन ही इन आवश्यक तत्वों की अनदेखी रोजगार अध्ययन. 2,5,6इन सामग्री के संयोजन एक ऊतक डिजाइन अभी तक विकसित किया जाना है. यहाँ, हम "ऊतक" में नए जहाजों के गठन को बढ़ाने के लिए लक्ष्य अंग सेल प्रकार और endothelial कोशिकाओं से युक्त जैविक व्युत्पन्न सामग्री की दो अलग प्रकार के साथ नमूनों सेल पत्रक के layering का उपयोग कर एकीकृत डिजाइन का एक उदाहरण प्रस्तुत करते हैं. इन अध्ययनों दिल की तरह ऊतक की पीढ़ी पर ध्यान केंद्रित हालांकि, इस ऊतक डिजाइन न्यूनतम डिजाइन और सामग्री में परिवर्तन के साथ दिल के अलावा अन्य कई अंगों के लिए लागू किया जा सकता है, और पुनर्योजी चिकित्सा के लिए एक मुस्तैद उत्पाद के लिए होती है. प्रोटोकॉल पांच विस्तृत चरणों में हैं. एक तापमान संवेदनशील पाली (एन -isopropylacrylamide) (pNIPAAM) कोट टिशू कल्चर व्यंजन के लिए प्रयोग किया जाता है. फिर, ऊतक विशिष्ट कोशिकाओं को मजबूत पार्श्व adhesions के साथ सेल पत्रक के लिए फार्म लेपित प्लेटें / micropattern सतहों की सतह पर संवर्धित कर रहे हैं. तीसरा, एक आधार मैट्रिक्स neovascular permissi साथ झरझरा मैट्रिक्स के संयोजन से ऊतक के लिए बनाई गई हैहाइड्रोजेल और endothelial कोशिकाओं की है. अंत में, सेल चादरें pNIPAAM लेपित व्यंजन से उठा लिया जाता है और पूरा का निर्माण कर रही है, आधार तत्व को हस्तांतरित.
Introduction
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.
Protocol
Representative Results
Discussion
प्रोटोकॉल में महत्वपूर्ण कदम शामिल हैं: thermoresponsive बहुलक साथ थाली सतहों कोटिंग और प्लेटें ठंडा करने के बाद सेल चादरें जोड़ तोड़. विभिन्न कोशिकाओं विभिन्न भौतिक गुणों का प्रदर्शन, क्योंकि adhesivity तरह, उठाने का…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
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)
Materials
| 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 |
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