Implantação de Veia Cava Inferior interposição de enxerto no Rato Modelo

Summary

Para melhorar o nosso conhecimento da formação neotissue celular e molecular, um modelo murino da TEVG foi recentemente desenvolvida. Os enxertos foram implantados como infra-enxertos na veia cava de interposição em camundongos C57BL / 6. Este modelo consegue resultados semelhantes aos obtidos em nossa investigação clínica, mas ao longo de um curso de tempo muito reduzido.

Abstract

Scaffolds biodegradáveis ​​semeado com células mononucleares da medula óssea (BMCS) são muitas vezes utilizados para a cirurgia reconstrutiva para tratar anomalias cardíacas congênitas. Os resultados clínicos a longo prazo mostrou excelentes taxas de permeabilidade, porém, com significativa incidência de estenose. Para investigar os mecanismos celulares e moleculares da formação neotissue vascular e prevenir o desenvolvimento de estenose em engenharia de tecidos enxertos vasculares (TEVGs), foi desenvolvido um modelo do rato do enxerto com aproximadamente 1 mm de diâmetro interno. Em primeiro lugar, os TEVGs foram montados a partir de andaimes tubulares biodegradáveis ​​fabricadas a partir de um tecido não urdido de ácido poliglicólico sentida malha revestida com ε-caprolactona e L-lactido copolímero. Os suportes foram então colocados num liofilizador, aspirado durante 24 h, e armazenado num excicador até sementeira celular. Em segundo lugar, a medula óssea foi colhida a partir de ratinhos dadores e as células mononucleares foram isoladas por centrifugação em gradiente de densidade. Em terceiro lugar, aproximadamente um milhão de células foramsemeadas num andaime e incubadas O / N. Finalmente, os andaimes sem sementes foram então implantados como infra-enxertos na veia cava de interposição em camundongos C57BL / 6. Os enxertos implantados demonstraram excelente patência (> 90%) sem evidência de complicações tromboembólicas ou formação de aneurisma. Este modelo murino nos ajudará a compreender e quantificar os mecanismos celulares e moleculares da formação neotissue no TEVG.

Introduction

As cardiopatias congênitas são doenças graves que afetam cerca de 8% dos nascidos vivos nos Estados Unidos. Aproximadamente 25% desses recém-nascidos com defeitos cardíacos congênitos ou 2,4 por 1.000 nascidos vivos, necessitam de tratamento invasivo no primeiro ano de sua vida ^1. O tratamento mais eficaz para a doença cardíaca congênita é a cirurgia reconstrutiva. Infelizmente, as complicações decorrentes da utilização de condutas vasculares actualmente disponíveis são a causa mais importante de morbidade e mortalidade no pós-operatório.

Para resolver este problema, desenvolvemos os primeiros da engenharia de tecidos enxertos vasculares (TEVGs) para uso clínico ^2. TEVGs foram construídos a partir de tubos de poliéster biodegradável semeados com medula óssea autólogo de células derivadas de mononucleares (BM-PTM) e implantados como canais venosos para cirurgia cardíaca congênita. Os resultados mostraram excelentes taxas de permeabilidade em 1-3 anos de follow-up, mas com significativa incidência de estenose <saté> 3,4. Ficou claro que era necessária uma melhor compreensão da formação neotissue vascular eo mecanismo subjacente ao desenvolvimento de estenose TEVG. A fim de compreender melhor o desenvolvimento de TEVGs e o mecanismo do desenvolvimento de estenose, um modelo de ovino foi criado ^5,6. Neste modelo, os TEVGs transformado com sucesso em vasos de vida e foram semelhantes em ambos morfologia e função das veias nativas. Este uso de um modelo animal de grande porte foi um bom primeiro passo na prestação de informações pré-clínica importante que ajudou o uso clínico de TEVGs. No entanto, a plena compreensão dos mecanismos celulares e moleculares da formação neotissue vascular em TEVGs usando grandes modelos animais é limitada devido às limitações na caracterização molecular de fenótipos celulares vasculares devido à falta de espécies ferramentas moleculares específicos. Para superar essas limitações, um modelo murino de TEVGs foi desenvolvido em razão do rápido avanço na genética do rato e sua extensa moleculaCaracterização r, com a vantagem adicional de uma escala de tempo encurtado.

O modelo murino de interposição IVC fielmente recapitulado o processo de formação Neovaso formado que ocorre em animais de grande porte e seres humanos, mas ao longo de um curso de tempo muito mais curto ^{de 6-9.} Aqui, um protocolo detalhado para a fabricação de enxerto de pequena escala utilizando matrizes biodegradáveis, foram descritos colheita BM-MNC e isolamento, BM-MNC semeadura no andaime, e implantação de enxerto no modelo murino.

Protocol

NOTA: Todos os procedimentos com animais foram aprovados pelo Comitê Institucional Hospital Animal Care e Use do Nationwide Children. 1. Graft Manufacturing Tornar a solução ε-caprolactona e L-lactido copolímero P (AL / CL) por adição de 100 mg P (AL / CL) em 2 ml de dioxano sob uma coifa. Colocar a solução em um vórtice e misturar continuamente durante 1-1,5 horas para dissolver completamente. Enquanto isso, retire a folha de ácido poliglicólico (PGA) senti …

Representative Results

Um esquema de implantação TEVG é mostrado na Figura 1. Medula óssea foi colhida a partir de um rato dador e células mono nucleares foram isolados usando centrifugação de densidade e em seguida semeadas num andaime biodegradável. Os andaimes semeados foram incubados O / N e implantado a um mouse destinatário como uma veia cava inferior interposição de enxerto. A figura 2 ilustra a microscopia eletrônica de varredura da PGA-P (CL / LA) andaime. O d…

Discussion

O modelo de rato de TEVG é uma ferramenta valiosa para estudar os mecanismos celulares e moleculares da formação neotissue e o desenvolvimento de estenose. O semeado BM-MNC foi mostrado em ambas as imagens histológicas e SEM das células semeadas sobre o enxerto ^11. Eficiência sementeira celular também foi demonstrado utilizando um ensaio de ADN ^7. Utilizando este sistema modelo, mostrou que a sementeira de células, reduz a incidência do desenvolvimento de estenose TEVG, que foi o modo prin…

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
polyglycolic acid (PGA) felt	Biomedical Structures		Custome ordered
ɛ-caprolactone and L- lactide copolymer P(LA/CL)	Gunze Inc.		Custome ordered
Pipet tip, 0.1-10 μl	Fisher Sientific	02-707-456
Lyophilizer	Labconco	7070020
RPMI medium 1604	gibco	11875-093
Petri dish	BD	353003
24 well plate	Corning	3526
15cc tube	BD	352096
Ficoll	Sigma	10831-100ml	Also called 'Histopaque'
DPBS	gibco	14190-144
Littauer Bone Cutter 4.5" Straight	Roboz	RS-8480	For BM harvesting
Forceps 4.5"	Roboz	RS-8120	For BM harvesting
Scissors 4.5"	Roboz	RS-5912	For BM harvesting
Microscope	Leica	M80
C57BL/6J (H-2b), Female	Jackson Laboratories	664	8-12 weeks
Ketamine Hydrochloride Injection	Hospira Inc.	NDC 0409-2053
Xylazine Sterile Solution	Akorn Inc.	NADA# 139-236
ketoprofen	Fort Dodge Animal Health	NDC 0856-4396-01
Ibuprofen	PrecisionDose	NDC 68094-494-59
Heparin Sodium	Sagent Pharmaceticals	NDC 25021-400
Saline solution (Sterile 0.9% Sodium Chloride)	Hospira Inc.	NDC 0409-0138-22
0.9% Sodium Chloride Injection	Hospira Inc.	NDC 0409-4888-10
Petrolatum Ophthalmic Ointment	Dechra Veterinary Products	NDC 17033-211-38
Iodine Prep Pads	Triad Disposables, Inc.	NDC 50730-3201-1
Alcohol Prep Pads	McKesson Corp.	NDC 68599-5805-1
Cotton tipped applicators	Fisher Sientific	23-400-118
Fine Scissor	FST	14028-10
Micro-Adson Forcep	FST	11018-12
Clamp Applying Forcep	FST	00072-14
S&T Vascular Clamp	FST	00396-01
Spring Scissors	FST	15008-08
Colibri Retractors	FST	17000-04
Dumont #5 Forcep	FST	11251-20
Dumont #7 – Fine Forceps	FST	11274-20
Dumont #5/45 Forceps	FST	11251-35
Tish Needle Holder/Forceps	Micrins	MI1540
Black Polyamide Monofilament Suture, 10-0	AROSurgical Instruments Corporation	TI638402	For sutureing the graft
Black Polyamide Monofilament Suture, 6-0	AROSurgical Instruments	SN-1956	For musculature and skin closure
Non-Woven Songes	McKesson Corp.	94442000
Absorbable hemostat	Ethicon	1961
1 ml Syringe	BD	309659
3 ml Syringe	BD	309657
10 ml Syringe	BD	309604
18G 1 1/2 in, Needle	BD	305190
25G 1 in., Needle	BD	305125
30G 1 in., Needle	BD	305106
Warm Water Recircultor	Gaymar	TP-700
Warming Pad	Gaymar	TP-22G
Trimmer	Wahl	9854-500