שחזור הוושט הוא הליך מאתגר, ופיתוח של הוושט רקמה מהונדסים המאפשרת התחדשות של רירית הוושט ואת השריר, כי ניתן להשתיל כמו שתל מלאכותי הוא הכרחי. כאן, אנו מציגים את הפרוטוקול שלנו כדי ליצור ושט מלאכותי, כולל ייצור פיגום, טיפוח ביוריאקטור, וטכניקות ניתוח שונות.
השימוש בחומרים ביולוגיים לשיקום הוושט הוא משימה מאתגרת מבחינה טכנית בחולדות ודורשת טכניקת שתל אופטימלית עם תמיכה תזונתית. לאחרונה, היו ניסיונות רבים הנדסת רקמת הוושט, אבל שיעור ההצלחה הוגבלה בשל קושי הרקמות המוקדמות בסביבה מיוחדת של פריסטלזיס. כאן, פיתחנו ושט מלאכותי שיכול לשפר את התחדשות רירית הוושט ואת שכבות השריר דרך פיגום שני שכבתית, תא גזע mesenchymal מבוססי מערכת, וטכניקת האכלה מעקף עם שינוי . הכול בסדר הפיגום עשוי פוליאוריתן (PU) ננו סיבים בצורת גליל עם תלת מימדי (3D) מודפס גדיל polycalacטונוס עטוף סביב הקיר החיצוני. לפני ההשתלה, בתאי גזע של mesenchymal, שנגזרו על ידי בני אדם הפכו לתוך לומן הפיגום, והטיפוח הביולוגי בוצע כדי לשפר את הפעילות החוזרת התאית. שיפרנו את שיעור ההישרדות של השתל על ידי החלת השקה כירורגי וכיסוי תותבת מושתל עם דש בלוטת התריס, ואחריו האכלה זמנית שאינם אוראלי הזנה. שתלים אלה הצליחו ללכוד את הממצאים של האפיתל הראשונית התחדשות שרירים סביב האתרים מושתל, כפי שניתן להדגים על ידי ניתוח היסטולוגית. בנוסף, הגדילו את סיבי האלסטין ו ניאוואסקולריזציה נצפו בפריפריה של השתל. לכן, מודל זה מציג טכניקה חדשה פוטנציאלית לשיקום הוושט.
הטיפול בהפרעות הוושט, כגון מומים מולדים וקרצינומות הוושט, יכול להוביל לאובדן קטע מבניים של הוושט. ברוב המקרים, שתלי החלפת אוטוולוגי, כגון תעלות משיכה בקיבה או המעי הגס, בוצעו1,2. עם זאת, אלה מחליפים הוושט יש מגוון של סיבוכים כירורגיים הפעלה מחדש סיכונים3. כך, השימוש ברקמות מהונדסים הוושט פיגומים קפלי מחקה את הוושט יליד יכול להיות אסטרטגיה חלופית מבטיח בסופו של דבר מתחדשות רקמות איבד4,5,6.
למרות הוושט מהונדסים רקמות פוטנציאלי מציע חלופה לטיפולים הנוכחיים של פגמים הוושט, יש מחסומים משמעותיים עבור שלה ביישום vivo. פוסט anastomotic דליפה ונמק של הגרדום הוושט מושתל בהכרח להוביל זיהום קטלני של מרחב אספטי שמסביב, כגון קרומי7. לכן, חשוב מאוד למנוע זיהום של מזון או רוק בפצע ושפופרת הקיבה. יש לשקול את הטיפול בחלזונות או בעירוי עד להשלמת ריפוי הפצע הראשוני. עד כה, הנדסת רקמת הוושט בוצעה במודלים בעלי חיים גדולים, כי בעלי חיים גדולים ניתן להאכיל רק על ידי ורידי hyperalimentation עבור 2-4 שבועות לאחר השרטת של הגרדום8. עם זאת, מודל כזה האכלה ללא אוראלי לא הוקמה להישרדות מוקדמת לאחר השתלת הוושט בבעלי חיים קטנים. זה בגלל החיות היו פעילים מאוד בלתי נשלט, כך הם לא יכלו לשמור את צינור האכלה בבטן שלהם למשך זמן ממושך. מסיבה זו, היו מקרים מעטים של השתלת הוושט מוצלחת בבעלי חיים קטנים.
לאור הנסיבות של הנדסת רקמת הוושט, עיצבנו בשני שכבות פיגום צינורי המורכב של אלקטרוסיבי ננו (השכבה הפנימית; איור 1א) ו-גדיל מודפס תלת-ממדי (שכבה חיצונית; איור 1ב) כולל טכניקת הגמניפולציה שהשתנתה. הננו סיבים פנימיים עשוי פו, פולימר לא תכלה, ומונע דליפת המזון והרוק. הגדילים החיצוניים תלת-ממדיים עשויים מסיבי פוליקטטון מתכלה (PCL), אשר יכולים לספק גמישות מכנית ולהסתגל לתנועה הפריסטלטית. בתאי גזע האדם הנגזרים משומן האנושי (היה-MSCs) הופרה על השכבה הפנימית של הפיגום כדי לקדם את האפיתל החדש. מבנה nanofiber יכול להקל על התחדשות המקורי רירית ידי מתן מטריצה מבניים (ecm) הסביבה להעברת תאים.
כמו כן הגבירו את שיעור ההישרדות ואת הפעילות הביואקטיביות של התאים שחוסנו באמצעות טיפוח ביוריאקטור שחקן. הגרדום המושתל היה מכוסה בכנף בלוטת התריס כדי לאפשר התחדשות יציבה יותר של רירית הוושט ושכבת השריר. בדוח זה, אנו מתארים פרוטוקולים עבור טכניקות הנדסת רקמת הוושט, כולל ייצור הפיגום, mesenchymal גזע תא מבוסס וטיפוח ביוריאקטור, טכניקת האכלה מעקף עם הגסטרו שונה, ו כירורגי שונה טכניקת ההשקה לשיקום שחזור הוושט במודל חולדה.
לימודי בעלי חיים קיימים בושט מלאכותי עדיין מוגבלים במספר גורמים קריטיים. לפיגום הוושט המלאכותי האידיאלי צריך להיות ביולוגי ולהיות בעל סגולות פיזיות מצוינות. זה אמור להיות מסוגל לחדש את האפיתל רירית בתקופה הפוסט מוקדם כדי למנוע דליפה anastomotic. התחדשות של שכבות המעגל הפנימי העגול החיצוני שר?…
The authors have nothing to disclose.
מחקר זה היה נתמך על ידי קוריאה טכנולוגיה בריאות R & הפרויקט באמצעות המכון לפיתוח בריאות קוריאה (קהידי), ממומן על ידי משרד הבריאות & רווחה, הרפובליקה של קוריאה (מספר המענק: HI16C0362) ומחקר בסיסי המדע תוכנית באמצעות קרן המחקר הלאומי של קוריאה (NRF) ממומן על ידי משרד החינוך (2017R1C1B2011132). הביודגימות והנתונים המשמשים במחקר זה סופקו על ידי Biobank של האוניברסיטה הלאומית של סאול החולים, חבר של קוריאה Biobank רשת.
Metabolic cage | TEUNGDO BIO & PLANT | JD-C-66 | |
Zoletil (50 mg/g dose) | Virbac | 1000000188 | |
0.25% Trypsin-EDTA | Gibco | 25200-056 | |
1 mL Syringe | BD | 309659 | |
2% xylazine hydrochloride (Rumpun) | Byely | Q-0615-035 | |
4% paraformaldehyde | BIOSOLUTION | BP031 | |
4-0 Vicryl | ETHICON | W9443 | |
9-0 Vicryl | ETHICON | W2813 | |
Antibiotic gentamicin (Septopal). | Septopal | 0409-1207-03 | |
Bovine Serum Albumin (BSA) | Sigma | 5470 | |
Citrate Buffer, ph6.0, 10X | Sigma | C9999 | |
DAB PEROXIDASE SUBSTRATE KIT | VECTOR | SK4100 | |
Desmin | Santa Cruz | sc-23879 | |
Elastic stain kit | ScyTeK | ETS-1 | |
Ethanol | Merck | 100983 | |
Ethanol | Merck | 64-17-5 | |
Fetal Bovine Serun (FBS) | Gibco | 16000-044 | |
Glutaraldehyde | Sigma | 354400 | |
Goat anti-Mouse IgG (H+L) Secondary Antibody | ThermoFisher | A-11001 | |
Heparin cap | Hyupsung Medical | HS-T-05 | |
hMSC (STEMPRO) / growth medium (MesenPRO RSTM) |
Invitrogen | R7788-110 | |
Horseradish peroxidase-conjugated kit (Vectastain) | VECTOR | PK7800 | |
Hydrogen peroxide | JUNSEI | 7722-84-1 | |
Keratin13 | Novus | NBP1-97797 | |
LIVE/DEAD Viability Assay Kit | Molecular Probes | L3224 | |
Matrigel | Corning | 354262 | |
N,N-dimethylformamide (DMF) | Sigma | 227056 | |
Nonadherent 24-well tissue culture plates. |
Corning | 3738 | |
OsO4 | Sigma | O5500 | |
Petri dish | Eppendorf | 3072115 | |
Phosphate-buffered saline (PBS) | Gibco | 10010-023 | |
Phosphate-buffered saline (PBS), 10X | BIOSOLUTION | BP007a | |
Polycaprolactone (PCL) polymer | Sigma | 440744 | |
Polyurethane (PU+A2:A24) polymer | Lubrizol | 2363-80AE | |
Power Supply | NanoNC | HV100 | |
ProLong Gold antifade reagent with DAPI | Invitrogen | P36931 | |
Rumpun | Bayer | Q-0615-035 | |
Silicone T-tube | Sewoon Medical | 2206-005 | |
Terramycin Eye Ointment | Pfizer Pharmaceutical Korea | W01890011 | |
Tiletamine/Zolazepam (Zoletil) | Virbac Laboratories | Q-0042-058 | |
Trichrome stain kit | ScyTeK | TRM-1 | |
von Willebrand Factor (vWF) | Santa Cruz | sc 14014 |