זהו קו מנחה לבניית רקמת כלי דם in vivo באמצעות לולאה עורקית מיקרו-כירורגית או תצורת פדיקל זורם בתוך תא הנדסת רקמות. ניתן להשתמש ברקמות כלי הדם שנוצרות להתחדשות איברים והחלפת פגמים ברקמות, כמו גם לבדיקת תרופות ומודלים של מחלות.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
זהו קו מנחה לבניית רקמת כלי דם in vivo באמצעות לולאה עורקית מיקרו-כירורגית או תצורת פדיקל זורם בתוך תא הנדסת רקמות. ניתן להשתמש ברקמות כלי הדם שנוצרות להתחדשות איברים והחלפת פגמים ברקמות, כמו גם לבדיקת תרופות ומודלים של מחלות.
ב ניתוח שחזור, יש צורך רפואי אלטרנטיבת השיטות הקיימות של שחזור אוטולוגי שהן מורכבות, יקרים פגם סחר אחת באחרת. הנדסת רקמות ולפוטנציאל להתייחס הביקוש הגובר הזה. עם זאת, רוב אסטרטגיות הנדסת הרקמות תצלחנה לייצר תחליפי רקמות יציבים פונקציונליים בגלל כלי דם עניים. מאמר זה מתמקד מודל קאמרי הנדסת in vivo רקמה של כלי דם הפנימיים שבו עורק perfused וריד או כפי בלופ arteriovenous או תצורת pedicle זרימת דרך מופנה בתוך חדר חלול מוגן. במערכת תא מבוסס זה הנבטת angiogenic מתרחשת מכלי arteriovenous ומערכת המושך מונע איסכמית דלקתי נדידת תאי אנדוגני אשר ממלאת את החלל הקאמרי בהדרגה עם רקמת פיברו-וסקולרית. תא אקסוגניים / השתלת מטריקס בעת הבנייה קאמרית משפרת sur תאvival וקובע הספציפיות של רקמות מהונדסות אשר לפתח. המחקרים שלנו הראו כי מודל תא זה יכול ליצור שונים ברקמות בהצלחה כגון שומן, שריר לב, כבד ועוד. עם זאת, שינויים וחידודים נדרשים על מנת להבטיח רקמות יעד ההיווצרות היא עקבית לשחזור. מאמר זה מתאר פרוטוקול סטנדרטי עבור הייצור של שני מודלים קאמרי הנדסת רקמות כלי דם שונים in vivo.
בודה רקמות כלי דם תפקודיות באמצעות גישת הנדסת רקמות הוא פרדיגמה המתעורר ברפואה רגנרטיבית. 1,2 גישות רבות להנדס רקמה חדשה ובריאה להחלפת רקמות פגועות או איברים פגומים פותח, 3-6 בניסוי במודלים של בעלי חיים קטנים עם פוטנציאל קליני מבטיח. 7,8 עם זאת, כלי הדם נשאר אחד האתגרים הגדולים עבור הנדסת רקמות הגבלת הפוטנציאל שלה לגדול רקמות בגודל משמעות קלינית. 9
גישות שוטפות vascularize רקמות אחרי או לא ודאית חיצוניים שבו כלי דם חדשים לגדול ממיטת הנמען וסקולרית ולפלוש ברחבי הרקמה המושתלת בונת 10 או מסלול כלי דם פנימי שבו כלי הדם גדל ומרחיבה ביחד עם הרקמות בפיתוח החדשה. 11 הגישה החיצונית באופן מסורתי כרוך תאי זריעה על פיגוםבמבחנה להשתיל את המבנה השלם לתוך החי מתוך הציפייה כי חומרים מזינים, שסופקו בעבר על ידי תקשורת ותרבות, יהיה שמקורו מן במחזור. 12,13 הרעיון הוא פשטני כפי ingrowth וסקולרית הוא איטי מדי ורק שתלים דקים מאוד (< 1-2 מ"מ עובי) יישאר קיימא. מתן חומרי מזון וחמצן באמצעות כלי דם מספיק ומהירים נמצאת בליבה של ניסיונות מוצלחים בכל לגדול יותר מורכבים ויותר תחליפי רקמות מהונדסות כגון עצמות, שרירים, שומן ואיברים מוצקים. 14,15 כלי דם פנימי מציע פוטנציאל בונה גדולה לפתח ידי גידול רקמות מתקדם בקנה אחד עם אספקת דם ההרחבה שלה. עיצוב אחת מהן היא השתלת in vivo לתוך תא של pedicle וסקולרית עם או בלי פיגום תא זרע. 5,6 זה סלל את הדרך נהלים חדשים עבור הדור של רקמות כלי דם עבה מיסודם. 16,17
לאחרונה, פותחו אסטרטגיות טרום vascularize שתלי רקמה, לפני ההשתלה. רשתות כלי דם משולבים אלה מכוונות inosculate עם כלי מארח בהשרשה המאפשר למתן המהיר של אספקת דם מלאה כדי לשפר את ההישרדות של כל החלקים של שתל רקמה עבה מושתלת. 18
אנחנו חלוצים מודל הנדסת רקמות in vivo vascularized בחיות קטנות המערב בתא סגור חצי קשיח מושתל מתחת לעור המכיל pedicle וסקולרית perfused וחומרים ביולוגי תא המכיל. התא יוצר סביבת איסכמי שמגרה הנבטת angiogenic מכלי המושתל. 3 pedicle וסקולרית או יכול להיות לולאת arteriovenous משוחזרת או עורק זרימת דרך ללא פגע וריד. 3-6,19 זה ניבט pedicle וסקולרית תפקוד ו עורק נרחב רשת -capillary-ורידי המקשרת בשתי האמנותeriole ו ורידים ונגמרו pedicle וסקולרית. 3,20 יתר על כן, תא התמיכה החלול שמסביב מגן על הרקמות בפיתוח מן עיוות כוחות מכאניים פוטנציאל ומאריך את כונן איסכמי כדי לשפר כלי דם. 3,21,22 אם pedicle הכלי מושתל פשוט אל רקמות בריאות ולא בתוך המרחב המוגן של החדר, הנבטת angiogenic מפסיקה לאורך ציר הזמן הזהה פצע רגיל ולא רקמה חדשה תצטבר ברחבי pedicle. חוקרים השתמשו בתצורת in vivo זה לייצר תלת ממדי בונת רקמת כלי דם תפקודית עם כלי דם תומכים בגודל משמעות קלינית. 4,23 יתר על כן, בונת רקמת כלי דם המהונדסת עם pedicle וסקולרית השלמים שלה ניתן לקצור להשתלה בהמשך בבית במקום פציעה . 24,25 תרחיש ריאלי יותר קליני יהיה יצירת התא באתר המוחלט לשיקום היםUch כמו שד. לפיכך, גישת הנדסת דה נובו רקמה זו יכולה להיות פוטנציאל קליני לספק מקור חדש של רקמת יעד פונקציונלית עבור ניתוח שחזור. 26-28
הפרוטוקול הבא יספק מדריך כללי לבנות תא הנדסת רקמות in vivo vascularized בחולדה, אשר יכול להיות מותאמת במודלים של בעלי חיים שונים והעסיקה לבחון את התהליכים המורכבים של אנגיוגנזה, ייצור מטריקס, וגירת הסלולר בידול.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקולים המתוארים כאן אושרו על ידי ועדת האתיקה בעלי חי מלבורן חולי סנט וינסנט, אוסטרליה, נערכו תחת הקפדה על מחקר הבריאות הממלכתית האוסטרליות רפואי הנחיות המועצה.
הערה: שני פרוטוקולים קאמריים מתוארים להלן. שני הדגמים השונים והעיצובים הקאמריים הספציפיים שלהם הם באיור 1. קאמרי (1) עשוי פוליקרבונט (עבור דגם תא לולאת העכברוש arteriovenous). זהו גלילי עם מ"מ פנימי בקוטר 13 וגובה 4 מ"מ. חלון בשלב מסוים בקיר מאפשר גישה ללא הפרעה עבור pedicle. במודל השני (עבור זרימה דרך עכברוש מודל קאמרי pedicle), התא עשוי polyacrylic והוא מלבני (10 x 8 x 4 מ"מ 3 ממדים פנימיים). יש לה שני פתחים 1.5 מ"מ משני צדי המתרס כדי להכיל את עורק הירך ווריד כפי שהם עוברים על קאמרית.
1. דגם לשכת Loop עכברוש arteriovenous (אחת צ'אםבער Animal Per)
הערה: לפני תחילת הניתוח, לוודא שכל המכשירים כבר מעוקרים כראוי. כמו כן, להבטיח את שאר המכשירים על מגבות סטרילי הם במרחק סביר מהשדה כירורגית כדי למנוע זיהום במהלך ההליך.
2. זרימה דרך לשכת pedicle (שני חדרים לכל חיה)
קציר 3. לשכות ועיבוד רקמות
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יצירת מיקרו של תאי הנדסת רקמות בוצע כמתואר בפרוטוקול לעיל. רקמות שנוצרו בתוך החדרים ניתן לבדוק בהיסטולוגיה כמו לתאר צעד פרוטוקול 3. סוגי רקמות שונים הונדסו בהצלחה באמצעות תא vascularized in vivo (איור 2). אלה כוללים ברקמת הלב עם cardiomyocytes עכברוש בילוד (איור 2 א), רקמת שריר עם myoblasts השלד חולדה (איור 2 ב), ורקמת השומן עם הידרוג'ל נגזר מטריקס רקמת שומן (איור 2 ג).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הנדסה של מיקרו כיום נחקרת בעצם דרך שתי גישות. הראשונה כוללת פיתוח רשת כלי דם זו בזו קשר הדוק בתוך המבנה במבחנה כך שכאשר מושתלת, נימים מהמיטה וסקולרית מארח להתחבר עם אלה של המושתלים לבנות דרך inosculation תהליך הנקרא, ובכך להבטיח את האספקה של חומרים מזינים לא רק בפריפריה אלא גם עד היסוד. 21,32,33 זה נקרא-כלי דם מראש. הגישה השנייה מנסה לשפר את כלי דם של המארח עצמו ישירות in vivo, כך הנבטת הנימים מתרחשת לפני או לאחר התייעצות משותפת עם התמיינות תאים מושת...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שום אינטרסים מתחרים.
עבודה זו נתמכה על ידי מימון מענק מטעם NHMRC ו סטאפורד פוקס רפואי קרן. המחברים מודים בסיוע כירורגית של סו מקיי, ליליאנה פפה, אנה Deftereos ואמנדה Rixon של רפואי הניסיון יחידת כירורגים, חולי סנט וינסנט, מלבורן. התמיכה ניתנת גם על ידי מחלקת המדינה הממשלה ויקטוריאני של חדשנות, התעשייה תוכנית תמיכה תשתית מבצעית של אזורי פיתוח.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 1 15 אזמל להב | בראון | BB515 | |
| 1 מלקחיים אדסון שיניים | בראון | BD527R | |
| 1 מחזיק מחט | בראון | BM201R | |
| 1 קרישה דו קוטבית | Braun | US335 | |
| 1 מחזיק מחט מיקרו B-15-8.3 | S & T | 00763 | |
| 1 מלקחיים מיקרו מרחיבים D-5A.2 | S & T | 00125 | |
| 1 מלקחיים מיקרו תכשיטים JF-5 | S & T | 00108 | |
| 1 מספריים מיקרו - ישר SAS-11 | S & T | 00098 | |
| 1 מספריים מיקרו - SDC-11 S & מעוקל | T | 00090 | |
| 2 מהדקים בודדים B-3 | S & T | 00400 | |
| 2 10/0 תפר ניילון | S & T | 03199 | |
| 1 6/0 תפר ניילון | בראון | G2095469 | |
| 2 4/0 תפרי משי | בראון | C0760145 | |
| Xilocaine 1% | דילמד | 150733 10 מ"ג/מ"ל | |
| הפרין נתרן | דילמד | 272301 | 5,000 UI/ml |
| רינגר לקטט | בקסטר | JB2323 | 500 מ"ל |
| 1 הנדסת רקמות בצורת כיפה תא | בהתאמה | ||
| 1 תא זרימה בהתאמה | אישית | ||
| לקטין I, Griffonia Simplicifolia | מעבדות וקטור | B-1105 | 1.67 μ גרם/מ"ל |
| נוגדן טרופונין T | Abcam | Ab8295 | 4 μ גרם/מ"ל |
| נוגדן Ku80 ספציפי לאדם | Abcam | Ab80592 | 0.06 μ גרם/מ"ל |
| נוגדן דסמין | Dako | M0760 | 2.55 μ גרם/מ"ל |
| Cell Tracker CM-DiI צבע | Thermo Fisher Scientific | C-7000 | 3 מ"ג/106 תאים |
| Lethabarb (נתרן פנטוברביטון)< | a href="www.virbac.com.au" target="_blank"> Virbac Animal Health | LETHA450 | 325 מ"ג/מ"ל |
| כרית חום גמישה | חימום Redzone | RZ/בינוני |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה
Virbac Animal Health