כלי דם הוא מפתח לגישות בהנדסת רקמות מוצלחת. לכן, טכנולוגיות אמינות נדרשות כדי להעריך את ההתפתחות של רשתות כלי דם ברקמות מבנים. כאן אנו מציגים שיטה פשוטה, יעיל וחסכונית כדי לחזות ולכמת כלי דם בגוף חי.
מאמר שיטה
כלי דם הוא מפתח לגישות בהנדסת רקמות מוצלחת. לכן, טכנולוגיות אמינות נדרשות כדי להעריך את ההתפתחות של רשתות כלי דם ברקמות מבנים. כאן אנו מציגים שיטה פשוטה, יעיל וחסכונית כדי לחזות ולכמת כלי דם בגוף חי.
כלי דם בלתי מספקים נחשב לאחד הגורמים העיקריים המגבילים את ההצלחה הקלינית של מבני רקמות מהונדסות. על מנת להעריך אסטרטגיות חדשות שמטרתם לשפר את כלי הדם, שיטות אמינות נדרשות לבצע בצמיחה של כלי דם חדשים לתוך פיגומים ביו המלאכותי לעין ולכמת את התוצאות. במהלך השנים של השנים האחרונות, הקבוצה שלנו הציגה מודל פגם עור מלא המאפשר ההדמיה הישירה של כלי דם על ידי שקוף ומספק את האפשרות של כימות באמצעות פילוח דיגיטלי. במודל זה, אחד בניתוח יוצר פגמי עור מלאים בחלק האחורי של עכברים ומחליף אותם עם החומר שנבדק. יכולים גם להיות משולבים מולקולות או תאים של עניין בחומרים כאלה כדי ללמוד ההשפעה הפוטנציאלית שלהם. לאחר זמן תצפית של בחירה של האדם עצמו, חומרי explanted להערכה. פצעים דו צדדיים לספק את האפשרות של ביצוע השוואות פנימיות הבלמזער חפצים בין אנשים, כמו גם של הפחתת מספר בעלי החיים הדרושים למחקר. בהשוואה לגישות אחרות, השיטה שלנו מציעה ניתוח פשוט, אמין וחסכוני. אנחנו צריכים ליישם את המודל הזה ככלי שגרתי לביצוע הקרנה ברזולוציה גבוהה בעת בדיקת כלי דם של חומרים ביולוגיים שונים וגישות ביו הפעלה.
בעשורים האחרונים, הנדסת רקמות נפתחה אופציה טיפולית חדשה שתחליף את מומי רקמה עם תאים של הגוף עצמו 1. על מנת לתמוך בתהליך הפיזיולוגי של התחדשות רקמות, פיגומים מעוצבים כמבנה מתכלה, המספק תרחיש שבו תאים מהמיטה הפצע יכולים לגדול ולשחזר את הפגם 2,3.
כלי דם בלתי מספקים נחשב למכשול העיקרי, אשר מחזיק בגב פריצת הדרך הקלינית של פיגומי bioartificial 4. עם ingrowth של תאים, הביקוש לחומרים מזינים וחמצן עליות וכלי דם של החומר הופך להיות חיוני. כלי דם בלתי מספקים או מתעכבים ולכן יכולים להוביל לנימק של מוצרי רקמות מהונדסות 5 מרכזי. בנוסף, כלי דם מספקים לתאים המוסמכים חיסוניים ולהסיר את שאריות חילוף חומרים באזור ההתחדשות. שיעורי זיהום גבוהים והתחדשות נמוכה הם רקחלק מההשלכות של זלוף דם בלתי מספק נצפו בהנדסת רקמות, המיועדות להיות נמנע על ידי הגדלת כלי הדם של הפיגומים 6,7.
כמה אסטרטגיות שמטרתם לשפר את מיקוד כלי דם על עצם את תפקיד המפתח של החומר הביולוגי עצמו ומייקרו של הפיגום. יש מאמצי מחקר אינטנסיביים לפיתוח גישות חדשות בהעברת תהליך הריפוי מתיקון להתחדשות, ובכך (מחדש) יצירת רקמה עם המאפיינים הפיסיולוגיים הקרובים ביותר לאחד כדי להיות משוחזר 8,9. Biomaterials שנחקרו והוערכו בכל הקשור לפוטנציאל ההתחדשות שלהם כלול קולגן, פיברין, chitosan ו10,11 אלגינט. ניתן להשתמש בחומרים ביולוגיים אלה ושילוב כעמוד השדרה לבניית פיגומים חדשים תוך שימוש באסטרטגיות שונות כגון decellularization רקמה, הרכבה עצמית, דיגום מהיר וelectrospinning 12. כדי enhאהה יכולת ההתחדשות של הגוף עצמו, יכולים להיות bioactivated פיגומים. השילוב של צמיחת angiogenic רקומביננטי גורמי 13 או גן וקטורי קידוד לגורמים כגון 14 הראו כדי לשפר את כלי הדם של הפיגום. השימוש בתאי גזע הוכח באופן נרחב כדי להיות אסטרטגיה מבטיחה לשפר את כלי הדם, שבו תאי סטרומה mesenchymal ובתאי האנדותל צברו את מירב תשומת הלב 15,16. גישות אחרות מנסות לבנות מבנים המכילים רשתות כלי טרומיות לפני ההשתלה 17. למרות מאמצים אינטנסיביים בעיצוב פיגום ביו ההפעלה שלהם, אין אסטרטגיה השתפרה כלי דם ברמה משמעותית מבחינה קלינית ו, למעט תחליפי עורי בפציעות לשרוף מסיביות, התרגום של חומרים מהונדסים לשגרה הקלינית מתרחש רק בהיסוס 18 .
אחת הסיבות לכך שכלי דםשל מבני רקמות מלאכותיים עדיין היא בעיה בלתי פתורה, הוא הקושי להעריך את ההצלחה של טכנולוגיות חדשות בin vivo גישות. למרות שניסויים במבחנה עשויים לספק תובנות חשובות של פוטנציאל כלי הדם של פיגומים, מודלים של בעלי החיים מתאימים נדרשים ללמוד פרמטרים מרכזיים כגון ההתאמה הביולוגית של החומר, את הבטיחות ויעילות של הטיפול ו, בעלת חשיבות מיוחדת, כלי הדם של הרקמות לבנות. לכן, כלים אמין לחזות ולכמת רשתות כלי דם בגוף חי הן חיוניים.
במחקר זה אנו מציגים שיטה פשוטה ואמינה המאפשרת הדמיה וכימות של רשת כלי הדם בתוך פיגומי explanted. שיטה זו מבוססת על שקוף רקמה ופילוח דיגיטלי. מאחר ושיטה זו אינה פולשני, היא מאפשרת ניתוחים מולקולריים והיסטולוגית נוספים של חומר היעד.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
.1 הכנת פיגומים
2 בעלי חיים
.3 הרדמה
.4 כריתת העור
.5 פיגום השרשה
.6 לאחר ניתוח טיפול
.7 המתת חסד וexplantation של הפיגום
.8 ויזואליזציה וכימות של רשת כלי הדם
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פגם עור אמין דו צדדי מלא ניתן ליצור בעכבר (איור 1) שבו העור יכול להיות מוחלף על ידי חומר ביולוגי תחת מחקר (איור 2). כאן, אין סיבוכים עיקריים שנצפו במהלך או לאחר ההליך האופרטיבי, לא סימנים מקרוסקופית של זיהום או תגובת גוף זרה. במקרים נדירים, פיגום הולך לאיבוד כאשר עכבר מסיר אותו. התכווצות פצע מעולם לא נצפתה (איור 3). שקוף רקמה אפשר להדמיה ברורה של מבנים וכלי דם של עד 30 מיקרומטר ברוחב, בדגימת רקמה שלמה שכללה את שניהם, רקמות ילידים ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יש צורך בהקמת גישות מוצלחות בשיפור זלוף דם במבני רקמה מהונדסת, הדורש פיתוח שיטות אמינות חדשות ללמוד את תהליכי כלי הדם בתוך החומרים הביולוגיים. שיטות נפוצות להכנת כלי דם פיגום גלוי vivo לשעבר כוללות שימוש במיקרוסקופ, אשר מספק כלי ברזולוציה גבוהה. ברוב המקרים, אם כי, בשיטה זו מוגבלת לניתוח של אזורי רקמה קטנים ונוטה להיות יקר זמן רב. יתר על כן, לעתים קרובות כולל תיוג משוכלל ושיטות צביעה, שבו לא ניתן להבחין בין כלי דם perfused מאינם פונקציונליים אלה 22. שיטות בשימו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
סכסוך של הצהרת ריבית:
כל המחברים: אין
גילויים פיננסיים:
אף אחד מהמחברים יש אינטרס כלכלי בכל אחד מהמוצרים, המכשירים, או התרופות שהוזכרו בכתב היד הזה.
תבנית התחדשות עורי Integra סופקה באדיבות על ידי תאגיד Lifesciences Integra. מקורות של קרנות התומכות בעבודה: עבודה זו מומנו באופן חלקי מוקדם Translational II פרס CIRM-BMBF ומרכז FONDAP לרגולצית הגנום הן לJTE על ידי (Nr 15,090,007.).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Ethilon P-3 13 מ"מ 3/8 מעגל 5-0 | Ethicon, נורדרשטט, גרמניה | 698G | Ethilon polyamid-6 תפר חיתוך מדויק נקודתי |
| ביופסיה אגרופים (10 מ"מ) | Xiomedics, Acuderm inc., פורט לודרדייל, פלורידה, ארה"ב | P1050 | |
| אגרופי ביופסיה (12 מ"מ) | Xiomedics, Acuderm inc., פורט לודרדייל, פלורידה, ארה"ב | P1250 | |
| מצלמה דיגיטלית | Ricoh , הנובר, גרמניה | Cx1 | |
| Gazin Mullkompresse | Lohmann und Rauscher, Neuwied, גרמניה | 13622 | גזה סטרילית (10 ס"מ x 10 ס"מ) |
| פיגום דו-שכבתי על בסיס קולגן (8' x 10') | Integra Life Science Corporation, פליינסבורו, ניו ג'רזי, ארה"ב | 88101 | |
| איזופלורן, גז נוזלי להרדמה אינהלטיבית | בקסטר, Unterschleissheim, גרמניה | 100196040 | |
| פנטוברביטל, 16 גרם / 100 מ"ל | Fa. Merial, Hallbergmoos | ||
| Nuri Nu/Nu עכברים עירומים, CrLNU-Foxn1nu | Charles River, Sulzfeld, גרמניה | קוד זן 088 | עכברים עירומים אתימיים, בני 6 עד 8 שבועות ומשקל גוף בין 20 ל-25 גרם |
| בופרנורפין (0.3 מ"ג/מ"ל) | Essex Pharma GmbH, מינכן, גרמניה | ||
| רשת טיטניזציה (15 ס"מ x 15 ס"מ), אקסטרלייט | PFM Medical AG, Kö ln, גרמניה | 6000029 | |
| Tissucol Duo S Immuno 2 מ"ל | בקסטר גרמניה GmbH, Unterschleiß heim, גרמניה | B1332020110614 | תמיסת פיברין-תרומבין |
| וילון דבק שקוף (30.5 ס"מ על 26 ס"מ)KCI | Medical Products, Wimborne Dorset, UK | M6275009/10 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה