Articolo metodologico

Scaling di Engineered vascolari innesti Usando 3D Stampato Guide e il metodo di impilamento Anello

DOI:

10.3791/55322

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27 marzo 2017

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1Department of Biomedical Engineering, Wayne State University, 2Cardiovascular Research Institute, Wayne State University

In questo articolo

Sommario

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Scalabili vasi sanguigni ingegnerizzati migliorerebbero applicabilità clinica. Uso delle guide facilmente considerevoli 3D-stampati, anelli di muscolatura liscia vascolare sono stati creati e accatastati in una forma tubolare, formando un innesto vascolare. Innesti possono essere dimensionati per soddisfare la gamma di dimensioni delle arterie coronarie umane semplicemente cambiando la dimensione guida 3D-stampata.

Abstract

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Malattia coronarica rimane una delle principali cause di morte, che colpisce milioni di americani. Con la mancanza di innesti vascolari autologhi disponibili, innesti ingegnerizzati offrono un grande potenziale per il trattamento del paziente. Tuttavia, innesti vascolari ingegnerizzati in genere non sono facilmente scalabile, che richiede la fabbricazione di stampi personalizzati o tubi polimerici per personalizzare al formato, costituendo una pratica richiede tempo e costoso. arterie umane variano nel diametro del lume da circa 2,0-38 mm e spessore di parete da circa 0,5-2,5 mm. Abbiamo creato un metodo, definito il "Ring Metodo di impilamento", in cui gli anelli di dimensioni variabili di tessuto di tipo cellulare desiderato, hanno dimostrato qui con le cellule muscolari lisce vascolari (SMC), possono essere creati utilizzando le guide del centro messaggi per controllare il diametro del lume e gusci esterni di dettare spessore della parete del vaso. Questi anelli di tessuto vengono poi impilati per creare un costrutto tubolare, imitando la forma naturale di un vaso sanguigno. La lunghezza della nave può be adattato semplicemente impilando il numero di squilli richiesto per costituire la lunghezza necessaria. Con la nostra tecnica, tessuti di forme tubolari, simile ad un vaso sanguigno, possono essere facilmente realizzati in una varietà di dimensioni e lunghezze per soddisfare le esigenze della clinica e paziente.

Introduzione

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Nel trattamento della malattia coronarica (CAD), propri vasi sanguigni del paziente vengono raccolte come materiale di innesto per un intervento chirurgico di bypass. Tuttavia, spesso, i malati non hanno vasi vitali per donare a se stessi, e nei casi in cui lo fanno, il sito donatore, reca notevole ulteriori danni e ha un serio rischio di infezione. 1 innesti vascolari Engineered potrebbero soddisfare questa esigenza. La scalabilità è della massima importanza per le navi di ingegneria al fine di soddisfare la vasta gamma di requisiti di dimensione nave paziente. Tuttavia, i metodi attuali per le navi di ingegneria non sono facilmente scalabile....

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Protocollo

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1. Colture cellulari Preparazione

  1. Utilizzare aortica cellule muscolari lisce umane acquistati in commercio.
  2. Mantenere le cellule della muscolatura liscia dei media la crescita delle cellule composte da 88,6% 231 mezzi di comunicazione, lo 0,1% ciascuno di insulina umana ricombinante (RH-insulina), ricombinante fattore di crescita dei fibroblasti umani (RH-FGF), ricombinante del fattore di crescita epidermico umano (RH-FGF), e acido ascorbico; e 5% ciascuno di siero bovino fetale (FBS) e L-glutammina; e 1% di antibiotici / antimicotici.
    NOTA: ogni fattore di crescita, FBS e L-glutammina vengono acquistati come kit di sviluppo multimediale v....

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Risultati

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Dimostrato qui è fabbricazione di 3 formati differenti graft vascolari ingegnerizzati (Figura 1), dimostrando che il Metodo di impilamento Ring (RSM) è scalabile. Per dimostrare l'applicabilità, i 3 formati differenti vaso scelto correlato alle effettive dimensioni delle navi umano per la discendente anteriore sinistra (piccolo; lume diametro = 4 mm) 17, aorta discendente (intermedio; diametro del lume = 10 mm) e dell'aorta ascendente (grande; lum.......

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Discussione

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Il metodo Stacking anello presenta molteplici vantaggi rispetto ingegneria tessutale attuali tecniche costrutto vascolari. La RSM può essere adattato per creare vasi umani di qualsiasi dimensione, semplicemente personalizzare le dimensioni postali e guscio esterno. Il nostro metodo permette lo sviluppo dei vasi ingegnerizzati libera polimero-composte unicamente da cellule umane e rapidamente degradare il materiale di supporto si trovano in processo di guarigione delle ferite naturale del corpo. innesti polimeri sono not.......

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Dichiarazioni

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

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Gli autori desiderano ringraziare i nostri compagni di Lam laboratorio colleghi Ammar Chishti e Bijal Patel per la loro gentile collaborazione con alcune delle cultura istologia e cellulare. Il finanziamento è stato fornito dal Wayne State University nanomedicina Fellowship (CBP), start-up fondi e Cardiovascular Research Institute Seed Grant (MTL).

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Cellule muscolari lisce dell'aorta umana ATCCPCS-100-012cellule muscolari lisce vascolari
Medium 231Gibco (Life Technologies M-231-500terreno specifico per le cellule muscolari lisce vascolari
Kit per la crescita delle cellule muscolari lisce dell'aorta umana ATCCPSC-100-042per il mantenimento della vitalità delle cellule muscolari lisce vascolari
Mini stampante 3DMakerBot N/A stampante3D
Inchiostro 3D (PLA) poli(acido lattico)MakerBot N/AFilamento per stampante 3D
Poli(dimetlislossano) (PDMS)Ellworth Adhesives 3097358-1004polimero per l'incollaggio di parti di piastre
FibrinogenHyclone Labratories, Inc.SH30256.01componente del gel di fibrina
Trombina Sigma Life SciencesF3879-5Gin gel di fibrina
Fattore di crescita in tranformatura-Beta 1PeproTech100-21per stimolare la produzione di collagene
Emocitometro Hausser Scientific Co.3200per il conteggio delle celle
Tubi in policarbonato Plastica statunitense PCTUB1.750X1.625materiale per la realizzazione di piastre di impilamento ad anello alte
Lastra in policarbonato Home Depot409497materiale per la realizzazione di piastre di impilamento ad anello alte
Solvente polimerico adesivo Materiale SCIGRIP10799per la realizzazione di piastre di impilamento ad anello alte
Instron 5940 Instronprove di trazioneN/
A U-StretchCell ScaleN/A Macchinaper prove di trazione
Smooth Muscle Actin MA5-11547Anticorpo Thermo Fisher
TropomiosinaMA5-11783Anticorpo Thermo Fisher
Fattori di crescita componente Fattore di crescita Macchina per

Riferimenti

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Luciani, G. B., et al. Operative risk and outcome of surgery in adults with congenital valve disease. ASAIO J. 54 (5), 458-462 (2008).
  2. Lawson, J. H., et al. Bioengineered human acellular vessels for dia....

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