चूहों में परिचारक एसोफेगल पुनर्निर्माण के लिए ऊतक-इंजीनियर भ्रष्टाचार
Summary
एसोफेगल पुनर्निर्माण एक चुनौतीपूर्ण प्रक्रिया है, और ऊतक-इंजीनियर घेघा का विकास जो एसोफेगल म्यूकोसा और मांसपेशियों के उत्थान को सक्षम बनाता है और इसे कृत्रिम भ्रष्टाचार के रूप में प्रत्यारोपित किया जा सकता है। यहां, हम पाड़ विनिर्माण, बायोरिएक्टर खेती, और विभिन्न शल्य चिकित्सा तकनीकों सहित एक कृत्रिम घेघा उत्पन्न करने के लिए अपना प्रोटोकॉल पेश करते हैं।
Abstract
परिचरण एसोफेजियल पुनर्निर्माण के लिए जैव संगत सामग्री का उपयोग चूहों में तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण कार्य है और पोषण सहायता के साथ एक इष्टतम प्रत्यारोपण तकनीक की आवश्यकता होती है। हाल ही में एसोफेगल टिश्यू इंजीनियरिंग में कई प्रयास हुए हैं, लेकिन पेरिसलसिस के विशेष वातावरण में जल्दी एपिथेलाइजेशन में कठिनाई के कारण सफलता दर सीमित हो गई है । यहां, हमने एक कृत्रिम घेघा विकसित किया है जो दो स्तरीय ट्यूबलर पाड़, एक मेसेंचिमल स्टेम सेल-आधारित बायोरिएक्टर प्रणाली और संशोधित के साथ बाईपास फीडिंग तकनीक के माध्यम से एसोफेगल म्यूकोसा और मांसपेशियों की परतों के उत्थान में सुधार कर सकता है Gastrostomy. पाड़ बाहरी दीवार के चारों ओर लिपटे तीन आयामी (3डी) मुद्रित पॉलीकैप्रोटैटोन स्ट्रैंड के साथ बेलनाकार आकार में पॉलीयूरेथेन (पीयू) नैनोफाइबर से बना है। प्रत्यारोपण से पहले, मानव-व्युत्पन्न मेसेनचिमल स्टेम कोशिकाओं को पाड़ के ल्यूमेन में वरीयता दी गई थी, और सेलुलर प्रतिक्रियाशीलता को बढ़ाने के लिए बायोरिएक्टर की खेती की गई थी। हमने सर्जिकल एनास्टोमोसिस लागू करके और थायराइड ग्रंथि फ्लैप के साथ प्रत्यारोपित कृत्रिम अंग को कवर करके भ्रष्टाचार के अस्तित्व की दर में सुधार किया, जिसके बाद अस्थायी नोओरल गैस्ट्रोस्टोमी फीडिंग हुई। ये ग्राफ्ट प्रत्यारोपित साइटों के आसपास प्रारंभिक एपिथेलियालाइजेशन और मांसपेशियों के उत्थान के निष्कर्षों को फिर से दोहराने में सक्षम थे, जैसा कि हिस्टोलॉजिकल विश्लेषण द्वारा प्रदर्शित किया गया था। इसके अलावा, भ्रष्टाचार की परिधि में वृद्धि हुई इलास्टिन फाइबर और नियोवैस्कुलराइजेशन देखा गया। इसलिए, यह मॉडल परिचरणएय पुनर्निर्माण के लिए एक संभावित नई तकनीक प्रस्तुत करता है।
Introduction
जन्मजात विकृतियों और एसोफेगल कार्सिनोमा जैसे एसोफेगल विकारों का उपचार, घेघा के संरचनात्मक खंड हानि का कारण बन सकता है। ज्यादातर मामलों में, गैस्ट्रिक पुल-अप नाली या कोलन इंटरपोजिशन जैसे ऑटोलॉगस रिप्लेसमेंट ग्राफ्ट,1,2किए गए हैं। हालांकि, इन एसोफेगल प्रतिस्थापन में कई प्रकार की सर्जिकल जटिलताएं होती हैं और पुनर्संचालन जोखिम3होता है। इस प्रकार, देशी घेघा की नकल करने वाले ऊतक-इंजीनियरघे मचान का उपयोग अंततः खोए हुए ऊतकोंकोपुनर्जीवित करने के लिए एक आशाजनक वैकल्पिक रणनीति हो सकती है4,5,6।
हालांकि एक ऊतक इंजीनियर घेघा संभावित esophageal दोषों के वर्तमान उपचार के लिए एक विकल्प प्रदान करता है, वहां वीवो आवेदन में इसके लिए महत्वपूर्ण बाधाएं हैं । प्रत्यारोपित एसोफेगल पाड़ के पश्चात एनास्टोमोटिक रिसाव और परिगलन अनिवार्य रूप से आसपास के एसेप्टिक अंतरिक्ष के घातक संक्रमण का कारण बनते हैं, जैसे कि मध्यस्थ7। इसलिए, घाव और नासोगास्ट्रिक ट्यूब में भोजन या लार संदूषण को रोकना अत्यंत महत्वपूर्ण है। गैस्ट्रोस्टोमी या नसों में पोषण पर तब तक विचार किया जाना चाहिए जब तक प्राथमिक घाव उपचार पूरा नहीं हो जाता। आज तक, बड़े पशु मॉडलों में एसोफेगल ऊतक इंजीनियरिंग की गई है क्योंकि बड़े जानवरों को पाड़8के प्रत्यारोपण के बाद 2-4 सप्ताह के लिए नसों में हाइपरएलिमेंटेशन द्वारा ही खिलाया जा सकता है। हालांकि, छोटे जानवरों में एसोफेगल प्रत्यारोपण के बाद इस तरह के एक गैर-मौखिक भोजन मॉडल को जल्दी जीवित रहने के लिए स्थापित नहीं किया गया है। इसका कारण यह है कि जानवर बेहद सक्रिय और बेकाबू थे, इसलिए वे एक विस्तारित अवधि के लिए अपने पेट में खिला ट्यूब नहीं रख सकते थे। इस कारण से छोटे जानवरों में सफल एसोफेगल प्रत्यारोपण के कुछ मामले सामने आए हैं।
एसोफेगल टिश्यू इंजीनियरिंग की परिस्थितियों को देखते हुए, हमने इलेक्ट्रोस्पन नैनोफाइबर (आंतरिक परत) से मिलकर दो-परत ट्यूबलर पाड़ डिजाइन किया; चित्रा 1ए)और एक 3 डी मुद्रित कतरा (बाहरी परत; चित्रा 1बी)एक संशोधित गैस्ट्रोस्टोमी तकनीक सहित। आंतरिक नैनोफाइबर पीयू से बना है, जो एक गैर-डिग्रेडेबल बहुलक है, और भोजन और लार के रिसाव को रोकता है। बाहरी 3 डी मुद्रित किस्में बायोडिग्रेडेबल पॉलीकाप्रोलेक्टोन (पीसीएल) से बनी होती हैं, जो यांत्रिक लचीलापन प्रदान कर सकती हैं और पेरिस्टैटिक आंदोलन के अनुकूल हो सकती हैं। मानव आदिपोज़-व्युत्पन्न मेसेनचिमल स्टेम सेल (एचएडी-एमएससी) को पुनः अधिसंख्य को बढ़ावा देने के लिए पाड़ की आंतरिक परत पर वरीयता दी गई थी। नैनोफाइबर संरचना सेल माइग्रेशन के लिए एक संरचनात्मक बाह्य मैट्रिक्स (ईसीएम) वातावरण प्रदान करके प्रारंभिक म्यूकोसल पुनर्जनन की सुविधा प्रदान कर सकती है।
हमने बायोरिएक्टर खेती के माध्यम से टीका लगाने वाली कोशिकाओं के जीवित रहने की दर और जैव गतिविधि में भी वृद्धि की है । प्रत्यारोपित पाड़ को थायराइड ग्रंथि फ्लैप से ढका गया था ताकि एसोफेगल म्यूकोसा और मांसपेशियों की परत के अधिक स्थिर उत्थान को सक्षम किया जा सके। इस रिपोर्ट में, हम पीपाड़ विनिर्माण, मेसेंचिमल स्टेम सेल आधारित बायोरिएक्टर खेती, संशोधित गैस्ट्रोस्टोमी के साथ एक बाईपास फीडिंग तकनीक, और एक संशोधित सर्जिकल सहित एसोफेगल ऊतक इंजीनियरिंग तकनीकों के लिए प्रोटोकॉल का वर्णन करते हैं चूहा मॉडल में परिस्थितिजन्य एसोफेगल पुनर्निर्माण के लिए एनास्टोमोसिस तकनीक।
Protocol
Representative Results
Discussion
कृत्रिम एसोफैगी पर मौजूदा पशु अध्ययन अभी भी कई महत्वपूर्ण कारकों द्वारा सीमित हैं। आदर्श कृत्रिम एसोफेगल पाड़ जैव संगत होना चाहिए और उत्कृष्ट भौतिक गुण होना चाहिए। यह एनास्टोमोटिक रिसाव को रोकने के …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस शोध को कोरिया स्वास्थ्य प्रौद्योगिकी अनुसंधान एवं विकास परियोजना द्वारा कोरिया स्वास्थ्य उद्योग विकास संस्थान (खिचड़ी) के माध्यम से समर्थन दिया गया था, जो स्वास्थ्य और कल्याण मंत्रालय द्वारा वित्त पोषित था, कोरिया गणराज्य (अनुदान संख्या: HI16C0362) और बुनियादी विज्ञान अनुसंधान शिक्षा मंत्रालय (2017R1C1B201132) द्वारा वित्त पोषित नेशनल रिसर्च फाउंडेशन ऑफ कोरिया (एनआरएफ) के माध्यम से कार्यक्रम। इस अध्ययन में इस्तेमाल किए गए बायोनमूज और डेटा कोरिया बायोबैंक नेटवर्क के सदस्य सियोल नेशनल यूनिवर्सिटी हॉस्पिटल के बायोबैंक द्वारा उपलब्ध कराए गए थे ।
Materials
| 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 |
Referências
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