中に組み込み血管新生による組織工学<em>インビボ</em>ティッシュ・エンジニアリング商工会議所
Summary
This is a guideline for constructing in vivo vascularized tissue using a microsurgical arteriovenous loop or a flow-through pedicle configuration inside a tissue engineering chamber. The vascularized tissues generated can be employed for organ regeneration and replacement of tissue defects, as well as for drug testing and disease modeling.
Abstract
再建手術では、複雑で自家復興の現在の方法に代わる、コスト高と貿易別のものの欠陥のための臨床的な必要性があります。組織工学は、この需要の増加に対処するための約束を保持しています。しかし、ほとんどの組織工学戦略が悪いため、血管新生の安定した機能的組織代替物を生成することができません。本論文では、灌流動脈と静脈のいずれかの動静脈ループまたはフロースルー椎弓根構成としては、保護された中空室の内部に向けられている固有の血管新生のin vivo組織工学室モデルに焦点を当てています。この室ベースのシステムでは、血管新生発芽は、動静脈の血管から発生し、このシステムは徐々に線維血管組織でチャンバ空間を埋め駆動虚血性および炎症性の内因性の細胞遊走を魅了しています。外因性の細胞/チャンバーの構築時に行列注入は、セルシュールを強化しますvivalと開発工学組織の特異性を決定します。我々の研究は、この室モデルがうまくそのような脂肪、心筋、肝臓などのような様々な組織を生成することができることを示しています。しかしながら、修正及び改良は、標的組織の形成を一貫して再現可能であることを確認する必要があります。この記事では、生体内で二つの異なる血管組織工学室モデルの製造のための標準化されたプロトコルについて説明します。
Introduction
機能的な血管化組織を作製する組織工学アプローチを使用して再生医療における新興のパラダイムである。損傷した組織または欠陥のある臓器の置換のために新しく健康な組織を操作するために1,2の多くのアプローチが開発されている、3-6実験で小動物モデルで有望な臨床的可能性。7,8。しかし、血管新生は、臨床的に関連する大きさの組織を成長させる可能性を制限する組織工学のための大きな課題の一つである。9
組織は新しい血管が受信者血管床から成長外因性経路のいずれかに従うと、移植された組織は、10または脈管構造が成長し、新たに開発組織と一体となって展開する内因性血管新生経路を構築を通じて侵入する血管新生化するための現在のアプローチ。11外因性アプローチ伝統的な足場上に細胞を播種することを含みます血管の内部成長が遅すぎると非常に薄いインプラント（としてin vitroで 、以前に培養培地により供給される栄養素は、血液循環から供給されることを期待して生きている動物に完全な構築物を注入する。12,13コンセプトは<単純化されて1〜2ミリメートルの厚さ）が生存したままになります。十分かつ迅速な血管新生によって栄養と酸素を提供することは、骨、筋肉、脂肪および固体臓器など、より複雑で、より大きな組織工学代用を成長させるための任意の成功した試みの心臓部である。14,15組み込み血管新生は、の可能性を提供していますより大きな構築物は、その拡大の血液供給に見合ったプログレッシブ組織の成長によって開発します。一つのデザインは、細胞播種足場を伴うまたは伴わない血管茎のチャンバ内へのin vivoでの移植である。5,6これは厚い本質的に血管新生した組織の生成のための新しい手順への道を開いた。16,17 </ P>
より最近では、戦略は、移植前に、事前血管を通す組織移植片に開発されてきました。これらの組み込まれた血管ネットワークは、移植厚い組織移植片のすべての部分の生存率を改善するための完全な血液供給の迅速な提供を可能にする注入でホスト血管と吻合することを目的としている。18
私たちは、灌流血管茎と細胞含有生体材料を含む皮下移植半硬質の密閉チャンバを伴う小動物におけるインビボ血管組織工学モデルを開拓してきました。室は、移植された血管からの血管新生発芽を刺激し、虚血性環境を作成します。3血管茎が再構成された動静脈ループまたは無傷のフロースルー動脈と静脈をいずれかであることができる。3-6,19この血管茎の芽機能と豊富な動脈を両方の芸術でリンク-capillary、静脈網erioleと静脈は血管茎で終わる。3,20また、周囲の中空の支持室が潜在的に機械的な力を変形させることから、発達中の組織を保護し、血管新生を高めるために、虚血性ドライブを延長する。3,21,22血管茎は単純に移植された場合室内の保護された空間内の正常組織ではなく、血管新生発芽は通常の創傷と同じタイムラインに沿って停止し、新しい組織が椎弓根の周りに蓄積されません。調べでは、支持的脈管構造とし、臨床的に関連する大きさの3次元機能に血管新生組織構築物を生成するために、このin vivoでの設定を使用しています。4,23さらに、その無傷の血管茎と工学血管組織構築物は、損傷部位でのその後の移植のために採取することができます。24,25より臨床的に実現可能なシナリオは、復興のための決定的なサイトでチャンバを作成することになります胸としてUCH。したがって、この新規組織工学アプローチは、再建手術のための機能的な標的組織の新たな供給源を提供するための臨床的可能性を有することができる。26-28
以下のプロトコルは、異なる動物モデルで適応および血管新生、マトリックス産生、および細胞遊走および分化の複雑な過程を調べるために使用することができるラットにおけるインビボ血管新生組織工学室を構築する一般的なガイドを提供します。
Protocol
Representative Results
Discussion
微小循環のエンジニアリングは、現在、二つのアプローチを通して、本質的に検討されています。最初は、移植されたときに、ホストの血管床からの毛細血管は、このように周囲に栄養素だけでなく、の配信を保証する、吻合と呼ばれるプロセスを通じて移植構築物のものと接続するようにin vitroでの構文内で高度に相互接続血管網を開発したが含ままた、コア。21,32,33にこれ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、NHMRCとスタッフォード・フォックス医療財団からの助成金によってサポートされていました。著者はスー・マッケイ、リリアナペペ、アンナDeftereosと実験的医療や外科ユニットのアマンダRixon、セントビンセント病院、メルボルンの外科的な支援を認めます。サポートはまた、ビクトリア朝の州政府のイノベーション省、産業と地域開発の運用インフラ支援プログラムによって提供されています。
Materials
| 1 15 Blade Scalpel | Braun | BB515 | |
| 1 Toothed Adson Forceps | Braun | BD527R | |
| 1 Needle Holder | Braun | BM201R | |
| 1 Bipolar Coagulator | Braun | US335 | |
| 1 Micro Needle Holder B-15-8.3 | S & T | 00763 | |
| 1 Micro Dilator Forceps D-5a.2 | S & T | 00125 | |
| 1 Micro Jeweler's Forceps JF-5 | S & T | 00108 | |
| 1 Micro Scissors – Straight SAS-11 | S & T | 00098 | |
| 1 Micro Scissors – Curved SDC-11 | S & T | 00090 | |
| 2 Single Clamps B-3 | S & T | 00400 | |
| 2 10/0 nylon suture | S & T | 03199 | |
| 1 6/0 nylon suture | Braun | G2095469 | |
| 2 4/0 Silk Sutures | Braun | C0760145 | |
| Xilocaine 1% | Dealmed | 150733 | 10 mg/ml |
| Heparin Sodium | Dealmed | 272301 | 5000 UI / ml |
| Ringer Lactate | Baxter | JB2323 | 500 ml |
| 1 dome-shaped tissue engineering chamber | custom made | ||
| 1 flow-through chamber | custom made | ||
| Lectin I, Griffonia Simplicifolia | Vector Laboratories | B-1105 | 1.67 μg/mL |
| Troponin T antibody | Abcam | Ab8295 | 4 μg/mL |
| Human-specific Ku80 antibody | Abcam | Ab80592 | 0.06 μg/mL |
| Desmin antibody | Dako | M0760 | 2.55 μg/mL |
| Cell Tracker CM-DiI dye | Thermo Fisher Scientific | C-7000 | 3 mg/106 cells |
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