Implantation des greffons vasculaires électrofilées avec Structure optimisée dans un modèle de Rat

Summary

Nous présentons ici une méthode électrofilage modifiés pour fabriquer des prothèses vasculaires PCL avec fibres épaisses et des pores dilatés et décrire un protocole d’évaluation du rendement en vivo dans un modèle de rat de remplacement de l’aorte abdominale.

Abstract

Nous présentons ici un protocole pour fabriquer la prothèse vasculaire macroporeux PCL et décrire un protocole d’évaluation en utilisant un modèle de rat de remplacement de l’aorte abdominale. Les greffons vasculaires électrofilées possèdent souvent relativement petits pores, limitent l’infiltration cellulaire dans les greffes, qui entravent la régénération et le remodelage des neo-artères. Dans cette étude, greffes vasculaires PCL avec fibres plus épaisses (5-6 µm) et de plus grands pores (~ 30 µm) ont été fabriqués en utilisant une technique de traitement modifié. La performance à long terme du greffon a été évaluée par l’implantation dans un modèle d’aorte abdominale chez le rat. Analyse de l’échographie a montré que les greffons restent brevets sans anévrisme ou sténose survenant même après 12 mois d’implantation. Structure macroporeuse amélioré la croissance cellulaire et donc promu tissu régénéré à 3 mois. Plus important encore, il n’y avait aucun signe de remodelage indésirables, tels que la calcification dans la paroi de la prothèse après 12 mois. Donc, les prothèses vasculaires électrofilées PCL avec macroporeux mis à jour le traitement tenir potentiels comme un substitut de l’artère pour l’implantation à long terme.

Introduction

Des greffons vasculaires constitués de polymères synthétiques sont largement utilisés en clinique pour le traitement des maladies cardiovasculaires (maladies cardiovasculaires). Malheureusement, dans le cas de prothèses vasculaires de petit diamètre (D < 6 mm) il n’existe aucun produit avec succès en raison de la faible perméabilité déclenchée par la vitesse d’écoulement sanguin réduit, qui conduit souvent à la thrombose, l’hyperplasie intimale et d’autres les complications¹.

Génie tissulaire fournit une autre stratégie afin de réaliser la perméabilité à long terme et l’homéostasie basé sur un échafaud guidée vasculaire régénération et reconstruction. Dans le détail, la prothèse vasculaire, comme un modèle en trois dimensions, pourrait fournir support mécanique et structurelle conseils pendant la régénération des tissus vasculaires et l’influence des fonctions cellulaires, y compris l’adhésion cellulaire, migration, prolifération, et sécrétion de la matrice extracellulaire². Jusqu’à présent, divers polymères synthétiques ont été évalués pour des applications dans l’ingénierie des tissus vasculaires. Parmi ces polymères, poly(ε-caprolactone) (PCL) a été intensivement étudiée en raison de la cellule bonne compatibilité et de la lente dégradation allant de plusieurs mois à deux ans³. Un rat aorte modèle^4,5,6, greffes vasculaires PCL traitées par électrofilage exposées excellente intégrité structurale et perméabilité, invasion des cellules aussi bien que sans cesse accrue et une néovascularisation dans le paroi de la prothèse pendant 6 mois. Cependant, transformant tissus indésirables, y compris la régression des cellules et les capillaires et les calcifications, a également observé à des intervalles plus longs, jusqu’à à 18 mois.

Cellularisation du greffon vasculaire est un facteur clé déterminant la régénération tissulaire et remaniement⁷. Électrofilage, comme une technique polyvalente, a été largement employé pour la préparation des greffons vasculaires avec structure fibreuse-nano⁸. Malheureusement, la structure de pore relativement faible entraîne souvent une infiltration cellulaire insuffisante dans la prothèse vasculaire électrofilées, qui limite la régénération des tissus ultérieures. Pour résoudre ce problème, diverses techniques ont tenté d’augmenter la taille des pores et porosité globale, y compris le sel/polymère lessivage^9,10, modification des appareils de collecteur, après le traitement par rayonnement laser¹¹ , etc.. En fait, la structure des greffes d’électrofilées (y compris les fibres diamètre, la taille des pores et porosité) est étroitement liée à la transformation des conditions^12,13. Pendant électrofilage, le diamètre de la fibre peut être facilement contrôlé en changeant les paramètres, tels que la concentration de la solution de polymère, tension, débit, etc.. ^{14 , 15}, et par conséquent, la taille des pores et porosité ont été améliorées en conséquence.

Nous avons récemment rapporté une greffe d’électrofilées mis à jour le PCL avec structure macroporeuse (fibres de diamètre de 5 à 7 µm et pores de 30 à 40 µm). In vivo l’implantation en remplaçant l’aorte abdominale de rat a montré un taux élevé de perméabilité, ainsi que bonne régénération endothélialisation et muscle lisse à 3 mois post-opératoire¹⁶. Plus important encore, aucun tissu indésirable remodelage dont la régression de la calcification et cellule n’on observe même après un an de l’implantation.

Protocol

L’utilisation des animaux d’expérimentation a été approuvée par l’Animal expériences éthique Comité de Nankai University et effectuée selon le Guide d’entretien et d’utilisation des animaux de laboratoire. 1. fabrication des greffes électrofilées PCL NOTE : Ici, une technique d’électrofilage a été utilisée pour fabriquer les prothèses vasculaires. Préparer des solutions PCL de 25 % en poids et 10 % en poids, en dissolvant PCL d…

Representative Results

Les greffons PCL ont été cultivés à 3 et 12 mois après l’opération et analysés par des techniques histologiques standard pour l’hématoxyline et éosine (H & E), trichrome de Masson, Verhoeff-van Gieson (LCA), Von Kossa et immunofluorescence souillant pour α-SMA, MYH, vWF et l’élastine. Les images histologiques ont été prises à l’aide d’un microscope vertical, et les images d’immunofluorescence ont été prises à l’aide d’un microscope fluorescence. <p cl…

Discussion

Infiltration de cellules est essentiel pour la régénération et remodelage de la prothèse vasculaire en vivo¹⁶. L’infiltration des cellules est souvent liée à des pores relativement faibles du greffon qui empêchent la migration de cellules dans la paroi de la prothèse. Pour remédier à cette difficulté, nous avons développé une méthode modifiée pour préparer les greffons vasculaires d’électrofilées PCL avec structure de gros pores. Dans le détail, la taille des pores …

Materials

Poly(ε-caprolactone) (PCL) pellets (Mn=80,000)	Sigma	704067
Methanol	Tianjin Chemical Reagent Company	1060
Alcohol	Tianjin Chemical Reagent Company	1083
Chloroform	Tianjin Chemical Reagent Company	A1007
Sucrose	Tianjin Fengchuan Company	2296
Triton X-100	Alfa Aesar	A16046
Sprague Dawley rats	Laboratory Animal Center of the Academy of Military Medical Sciences
Normal saline	Hebei Tiancheng Pharmaceutical company
Chloral hydrate	Tianjin Ruijinte chemical company	2223
Heparin sodium Injection	Tianjin Biochem Pharmaceutical company
Gentamycin Sulfate Injection	Jiangsu Lianshui Pharmaceutical company
Mouse anti-α-SMA primary antibody	Abcam	ab7817
Mouse anti-smooth MYH primary antibody	Abcam	ab683
Rabbit polyclonal anti-rat elastin antibody	Abcam	ab23748
Rabbit anti-von Willebrand factor primary antibody	Abcam	ab6994
Goat anti-mouse IgG (Alexa Fluor 488)	Invitrogen	ab150117
Goat anti-rabbit IgG (Alexa Fluor 488)	Invitrogen	ab150077
5% normal goat serum	Zhongshan Golden bridge	ZLI9022
Hematoxylin and eosin (H&E)	Beijing leagene biotech	DH0006
Masson's trichrome	Beijing leagene biotech	DC0032
Verhoeff-van Gieson (VVG)	Beijing leagene biotech	DC0059
Von Kossa	Beijing leagene biotech	DS0003
Surgical sutures needles with thread,3-0 silk	Shanghai Jinhuan medical supplies company	G3002b
Surgical sutures needles with thread,9-0 silk	Shanghai Jinhuan medical supplies company	H901