Monitoreo no destructivos del desarrollo Degradable andamio base ingeniería de tejido vascular mediante tomografía de coherencia óptica
Summary
Un protocolo paso a paso para ensayos no destructivos y período largo supervisar el proceso de remodelado vascular y la degradación de andamio en cultura en tiempo real de biodegradables poliméricos basados en andamio tejido-dirigida vasos sanguíneos con el estímulo pulsátil usando la tomografía de coherencia óptica se describe aquí.
Abstract
Ingeniería injertos vasculares con propiedades estructurales y mecánicas similares a los vasos sanguíneos naturales se espera que la creciente demanda de bypass arterial. Caracterización de la dinámica de crecimiento y proceso de remodelación de polímero degradable basada en andamio tejido-dirigida vasos sanguíneos (TEBVs) con el estímulo pulsátil es crucial para la ingeniería de tejido vascular. Técnicas de imagen ópticas se destacan como herramientas poderosas para el control de la vascularización del tejido diseñado que permite proyección de imagen de alta resolución en tiempo real cultura. Este trabajo demuestra un no destructivo y rápido en tiempo real imágenes estrategia para controlar el crecimiento y remodelación de TEBVs en la cultura a largo plazo mediante el uso de tomografía de coherencia óptica (OCT). Se evalúa la morfología geométrica, incluyendo proceso de remodelación vascular, grueso de pared y comparación de espesor TEBV en momentos diferentes de la cultura y la presencia del estímulo pulsátil. Por último, OCT proporciona posibilidades prácticas para la observación en tiempo real de la degradación del polímero en los tejidos reconstrucción bajo estimulación pulsátil o no y en cada segmento vascular, por en comparación con la evaluación de la degradación de polímero utilizando exploración electrónica microscopic(SEM) y microscopio polarizado.
Introduction
Ingeniería de tejido de los vasos sanguíneos (TEBVs) es el material más prometedor como un ideal del injerto vascular1. Para el desarrollo de injertos para ser clínicamente útil con propiedades estructurales y funcionales similares como vasos nativos, múltiples técnicas han sido diseñadas para mantener la función vascular2,3. Aunque ha habido barcos diseñados con tasas de permeabilidad aceptable durante la implantación y en el estudio clínico de fase III4, cultura a largo plazo y alto costo también muestran la necesidad de supervisar el desarrollo de TEBVs. Comprensión de los procesos de crecimiento, remodelación y adaptación de extracelular matrix(ECM) en TEBVs en el entorno de quimio-mecánica de biomimética puede proporcionar información crucial para el desarrollo de la ingeniería de tejido vascular.
La estrategia ideal para seguir el desarrollo de la ingeniería vasos de pequeño diámetro5 debe ser no destructiva, estéril, longitudinal, tridimensional y cuantitativa. Esta modalidad de proyección de imagen, incluso cambios antes y después del trasplante vascular podrían evaluarse TEBVs bajo condiciones de cultivo diferentes. Se necesitan estrategias para describir características de los recipientes de vida diseñado. Técnicas de imagen ópticas permiten la visualización y cuantificación de deposición de tejidos y biomateriales. Otras ventajas son la posibilidad de activar el tejido profundo y sin etiqueta de imagen con alta resolución6,7. Sin embargo, las moléculas específicas de la imagen y equipo óptico menos accesible para la supervisión en tiempo real es un obstáculo práctico importante, que ha limitado la amplia aplicación de la microscopía óptica no lineal. Tomografía de coherencia óptica (OCT) es un método óptico con modalidad de proyección de imagen intravascular como una herramienta clínica utilizada para guiar la terapia intervencionista cardiaca8. En la literatura el método de OCT fue divulgado como una forma de evaluar el espesor de pared de TEBVs9,10, juntada con modalidades de proyección de imagen positivas para la investigación de ingeniería de tejido vascular. Considerando que la dinámica de los diseñado vascular no se observó crecimiento y remodelación.
En este manuscrito, detallamos la preparación de biodegradables TEBVs poliméricos basados en el andamio para la cultura de cuatro semanas. Células de músculo liso vascular de arterias umbilicales humanas (HUASMCs) se amplió y sembradas en un andamios de ácido (PGA) poroso poliglicólico degradables en el biorreactor. Polímeros biodegradables papel en un sustrato temporal para ingeniería de tejidos y tienen una cierta degradación tasa de11. Para asegurar a un partido apropiado entre andamio degradación y formación de tejido de neo, andamios ECM y PGA son factores cruciales para la remodelación vascular eficaz. El sistema de perfusión simula el microambiente biomecánico de vasos nativos y mantiene una deformación constante bajo el estímulo de presión.
El objetivo del protocolo presentado es describir una estrategia relativamente sencilla y no destructiva para la proyección de imagen de TEBVs y monitoreo a largo plazo de la cultura. Este protocolo puede ser utilizado para la visualización de cambios morfológicos y mediciones del espesor de los vasos diseñados bajo condiciones de cultivo diferentes. Además, el análisis de la degradación de los materiales polímero-basados en lo andamios de la ingeniería del tejido se pueden realizar para la identificación. Mediante la combinación de métodos de exploración electrónica microscopic(SEM) y polarizada microscopio utilizado en este protocolo, correlación y cuantificación de la distribución de la matriz extracelular y la degradación de la PGA se pueden hacer, que puede facilitar la evaluación del andamio degradación combinada con proyección de imagen de OCT.
Protocol
Representative Results
Discussion
Generar ingeniería vasos con estructural y propiedades mecánicas similares a los de nativos de los vasos sanguíneos pueden conducir a reducir el tiempo de uso clínico y es la última meta de la ingeniería vascular. Técnicas de imagen ópticas permiten la visualización de los componentes específicos vasculares ingeniería tisular, que no puede controlar construcciones individuales a través de injertos de la cultura y la exposición a un ambiente de cultura sin comprometer la esterilidad7. …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nos gustaría reconocer la ciencia y la tecnología de planificación de proyecto de la provincia China de Guangdong (2016B070701007) para apoyar este trabajo.
Materials
| PGA mesh | Synthecon | ||
| silicone tube | Cole Parmer | ||
| connector | Cole Parmer | ||
| intravascular OCT system | St. Jude Medical, Inc | ILUMIEN™ OPTIS™ SYSTEM | |
| scanning electron microscopic | Philips | FEI Philips XL-30 | |
| polarized microscope | Olympus | Olympus BX51 | |
| sutures | Johnson & Johnson | ||
| pulsatile pump | Guangdong Cardiovascular Institute | ||
| LightLab Imaging software | St. Jude Medical, Inc |
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