Hier stellen wir ein neues Protokoll vor, um die gezielte Ablagerung von Wirkstoffträgern an Endothelzellen in fabrizierten, realen, dreidimensionalen menschlichen Arterienmodellen unter physiologischem Fluss zu untersuchen und abzubilden. Die vorgestellte Methode könnte als neue Plattform für die Gezielter von Wirkstoffträgern innerhalb des Gefäßsystems dienen.
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Methodenartikel
In vitro 3D-zellkulierte arterielle Modelle zur Untersuchung des vaskulären Wirkstoff-Targetings unter Flow
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Die Verwendung von dreidimensionalen (3D) Modellen menschlicher Arterien, die mit den richtigen Abmessungen und Anatomie entworfen sind, ermöglicht die korrekte Modellierung verschiedener wichtiger Prozesse im Herz-Kreislauf-System. Obwohl in letzter Zeit mehrere biologische Studien mit solchen 3D-Modellen menschlicher Arterien durchgeführt wurden, wurden sie nicht zur Untersuchung des vaskulären Targetings angewendet. Dieser Artikel stellt eine neue Methode vor, um reale, rekonstruierte menschliche arterielle Modelle mit einer 3D-Drucktechnik herzustellen, sie mit menschlichen Endothelzellen (ECs) auszukleiden und partikelspezifische Ziele unter physiologischem Fluss zu untersuchen. Diese Modelle haben den Vorteil, dass sie die physiologische Größe und den Zustand der Blutgefäße im menschlichen Körper mit kostengünstigen Komponenten replizieren. Diese Technik könnte als neue Plattform für die Untersuchung und das Verständnis von Wirkstoff-Targeting im Herz-Kreislauf-System dienen und das Design neuer injizierbarer Nanomedikamente verbessern. Darüber hinaus kann der vorgestellte Ansatz wichtige Instrumente für die Untersuchung der gezielten Verabreichung verschiedener Wirkstoffe für Herz-Kreislauf-Erkrankungen unter patientenspezifischen Fluss- und physiologischen Bedingungen liefern.
Einleitung
In jüngster Zeit wurden mehrere Ansätze unter Verwendung von 3D-Modellen der menschlichen Arterien1,2,3,4,5angewendet. Diese Modelle replizieren die physiologische Anatomie und Umgebung verschiedener Arterien im menschlichen Körper in vitro. Sie wurden jedoch hauptsächlich in zellbiologischen Studien verwendet. Aktuelle Studien zum vaskulären Targeting von Partikeln auf das Endothel umfassen in silico Computersimulationen6,7,<....
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Protokoll
HINWEIS: Dieses Protokoll beschreibt die Herstellung eines 3D-Modells der Halsschlagader und kann angewendet werden, um jede andere Arterie von Interesse zu erzeugen, indem einfach die geometrischen Parameter geändert werden.
1. Entwurf und Herstellung einer 3D-Verzweigung des Modells der menschlichen Halsschlagader
- Wählen Sie Bilder von Patienten oder zuvor untersuchte Geometrien der Verzweigung der menschlichen Halsschlagader und erstellen Sie ein computergestütztes Designmodell der Form, das gedruckt werden muss.
HINWEIS: Die Karotisverzweigung hat einen Einlass und zwei Auslässe. Es ist wichtig, einen 3D-Formrahmen um die A....
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Ergebnisse
Dieser Artikel stellt ein neues Protokoll vor, um die Ablagerung von Partikeln in realen 3D-Modellen menschlicher Arterien abzubilden, die eine neue Plattform für die Erforschung der Wirkstoffabgabe bieten könnten. Mit Hilfe einer 3D-Drucktechnik wurde ein Modell der menschlichen Karotisverzweigungsarterie hergestellt (Abbildung 2). Das Modell wurde aus Silikonkautschuk gefertigt und mit menschlichen ECs ausgesät (Abbildung 3). Wichtig ist, dass dieses Protokoll.......
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Diskussion
Aktuelle Ansätze zur Untersuchung des vaskulären Targetings von Partikeln versagen bei der Replikation der physiologischen Bedingungen im menschlichen Körper. Hier wird ein Protokoll zur Herstellung von 3D-rekonstruierten Modellen menschlicher Arterien vorgestellt, um das Partikel-Targeting auf die ECs zu untersuchen, die die Arterie unter physiologischem Fluss auskleiden, der mit einem maßgeschneiderten Perfusionssystem angewendet wird. Bei der Auswahl des Materials für den 3D-Druck ist es am besten, einen klaren Kunsts.......
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Offenlegungen
Die Autoren erklären keine Interessenkonflikte.
Danksagungen
Diese Arbeit wurde von der Israel Science Foundation unterstützt (ISF-Stipendium # 902/18). Maria Khourys Stipendium wurde vom Baroness Ariane de Rothschild Women Doctoral Program unterstützt.
....Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 3D-Drucker | FormLabs | PKG-F2-REFURB | |
| Aceton, absolut (AR-Qualität) | |||
| Steckverbinder | Nordson Medical | FTLL013-1 | Luer-Buchse |
| FTLL230-1 | Luer-Buchse | ||
| FTLL360-1 | Luer-Buchse | ||
| LP4-1 | Luer-Buchse Integral Lock | ||
| Dämpfer | Thermo-Fisher Scientific | DS2127-0250 | Nalgene Polycarbonat, Validierung |
| Flaschen-Dämpferabdeckung | Thermo-Fisher Scientific | 2162-0531 | Nalgene Füll-/Entlüftungsverschlüsse |
| Elastosil Elastosil RT 601 A | Wacker | 60003805 | |
| Elastosil RT 601 B | Wacker | 60003817 | Der Vernetzer |
| Endothelzellmedien | ScienCell | 1001 | |
| Fibrontectin | Sigma Aldrich | F0895-5mg | |
| HUVEC | Lonza | CC-2519 | |
| Isopropylalkohol, AR-Klasse 99,5 | Entfernen Sie den Kunststoffstaub vom geschliffenen Modell | ||
| Lack | Rost-Oleum | 2X-Ultra Abdeckung Glanz | |
| Klar Matlab | Mathworks | https://www.mathworks.com/products/matlab.html | |
| Mikroskop | Nikon | SMZ25 | |
| Mikroskop Kamera | Nikon | DS-Qi2 | |
| Schlauchpumpe | Watson Marlow | 530U IP31 | Mit 2 Pumpenköpfen: 313D |
| Kunststoff Rohrschelle | Quickun | 1-2240-Absperrventil-2 Stück | |
| Polystyrol Partikel | Thermo-Fisher Scientific | F8827 | Durchmesser = 2 µ m |
| Drucker Harz | FormLabs | RS-F2-GPCL-04 | |
| Rotator | ELMI Ltd. | Intelli-Mixer RM-2 | |
| Solidworks | SolidWorks Corp., Dassault Systè mes | https://www.solidworks.com/ | |
| Schlauch | Watson Marlow | 933.0064.016 | Schlauch für die Pumpe: 6,4 mm ID |
| Alle anderen Schläuche: Silikonschlauch: 4 mm ID |
Referenzen
- Chiu, J. J., et al. Analysis of the effect of disturbed flow on monocytic adhesion to endothelial cells. Journal of Biomechanics. 36 (12), 1883-1895 (2003).
- Martorell, J., et al.
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Nachdrucke und Genehmigungen
