우리는 고립과 잘 특성화 된 환경에서 생체 내에서 혈관을 분석하기위한 모델로서 동정맥 (AV) 루프의 생성을위한 미세 수술 방법을 설명합니다. 이 모델은뿐만 아니라 혈관 신생의 조사에 유용 할뿐만 아니라 최적의 엔지니어링 축 방향으로 혈관 및 이식 가능한 조직에 적합합니다.
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이 논문에서
요약
초록
기능적 혈관 네트워크는 인체의 거의 모든 조직과 기관의 생존과 성장을 위한 전제 조건입니다. 더욱이, 암과 같은 병리학적 상황에서는 혈관형성이 질병 진행에 주도적인 역할을 합니다. 결과적으로, 신생혈관화의 메커니즘을 규명하고 조직 공학 및 재생 의학을 위한 다양한 혈관화 접근법을 개발하기 위해 표준화되고 잘 특성화된 생체 내 모델에 대한 강한 필요성이 있습니다.
우리는 동정맥(AV) 루프로 문합된 정맥과 동맥으로 구성된 혈관 축의 유도를 위한 작은 동물 모델에 대한 미세 수술 접근 방식을 설명합니다. AV 루프는 밀폐된 이식실로 전달되어 생체 내에서 격리된 미세환경을 생성하며, 이는 혈관 축을 통해서만 살아있는 유기체에 연결됩니다. 3D 이미징(MRI, 마이크로 CT) 및 면역조직학을 사용하여 시간이 지남에 따라 성장하는 혈관 구조를 시각화할 수 있습니다. 다양한 세포, 성장 인자 및 매트릭스를 이식함으로써 잘 제어 가능한 환경에서 주변 환경의 방해 영향 없이 혈관 네트워크 형성에 대한 기능을 분석할 수 있습니다.
혈관 신생 및 항혈관 신생 연구 외에도 AV 루프 모델은 혈관 조직 엔지니어링에도 완벽하게 적합합니다. 특정 혈관전 형성 시간이 지나면 생성된 조직을 결손 부위에 이식하고 국소 혈관에 미세수술로 연결하여 즉각적인 혈액 공급과 공학적 조직의 통합을 보장할 수 있습니다. 매트릭스, 세포, 성장 인자 및 챔버 구조를 다양화함으로써 다양한 조직을 생성할 수 있으며, 이는 개별 환자의 필요에 맞게 조정될 수 있습니다.
서론
인체의 대부분 조직 및 기관은 영양소를 공급하는 가스 교환 및 노폐물을 제거하는 기능 혈관 네트워크에 의존한다. 로컬 또는 전신 혈관의 문제로 인해이 시스템의 고장은 심각한 질병의 무리로 이어질 수 있습니다. 또한, 이러한 조직 공학 또는 재생 의료 등의 연구 분야에서 인위적으로 생성 된 이식 조직 또는 기관 내에서 기능적 혈관 네트워크가 성공적으로 임상 응용에 필수적이다.
수십 년간 연구가 신규 치료 개입을 찾아 혈관 장애의 예방을 더 제공하기 위해 병리학 적 상황에 대한 깊은 통찰력을 얻을 혈관 성장에 관여하는 정확한 메커니즘을 조사 하였다. 첫 번째 단계에서는, 예컨대 세포 - 세포 상호 작용 또는 혈관계의 세포에 대한 분자의 효과의 기본 프로세스는 일반적으로 시험관 2D 또는 3D에 의해 조사되고실험. 전통적인 2D 모델은 잘 확립되어 쉽게 실행할 수 있으며이 과정에 대한 이해에 크게 기여 하였다. 1980 년 처음으로, 문헌 [Folkman 등. 젤라틴 코팅 된 플레이트 1 모세 혈관 내피 세포의 생체 외 혈관 신생 시드에보고했다. 이것은 바로 더 2D 혈관 내피 세포 관 형성 분석 (2), 마이그레이션 분석 (3)
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프로토콜
에를 랑겐 - 뉘른베르크의 프리드리히 - 알렉산더 대학의 동물 관리위원회 (FAU) 및 중동 프랑켄 정부, 독일, 모든 실험을 승인했다. 실험을 위해, (300)의 체중을 가진 수컷 루이스 래트 - 350g 사용 하였다.
1. 쥐의 동정맥 루프 모델
- 주입 절차 (그림 2)
- 마취를 들어 뚜껑에 의해 이소 플루 란 기화기에 튜브를 통해 연결 및 폐쇄되는 특수 플라스틱 상자를 사용합니다. 공급 가스의 전원을 켜고 0.8 사이 유량계 - 1.5 L / 분.
- 유도 플라스틱 상자에 쥐를 놓고 상단을 밀봉. 5 % 이소 플루 란 기화기를 켭니다.
- 조심스럽게 마취 유도시 쥐를 관찰합니다. 3 후 - 4 분, 쥐가 마취됩니다.
- 적절한 마취 확인 : 바로 잡고 반사, 눈꺼풀 반사 손실, 철수 반사, 긍정적 인 각막 반사 손실.
- 상자에서 쥐를 제거하고 확인의약물의 계산에 무게. 마취 동안 건조를 방지하기 위해 눈 연고를 적용합니다.
- 진통제와 항생제 투여 (예. 7.5 ㎎ / ㎏ enrofloxacin 피하 (SC), 12.5 ㎎ / ㎏ 트라마돌 및 / kg 설피 린 100 mg을 모두 정맥 주사 (IV)). 운....
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결과
조직 공학
골조직 공학을 위해, 다른 뼈 대체 물질의 수는 작은 동물 쥐 AV 루프 27,28,33,34 모델에 이식 하였다. 혈관은 (는) 도심에 3D 마이크로 컴퓨터 단층 촬영 (마이크로 CT) (그림 3A)에 의해 설명 될 수있다. 처리 된 소 해면골 (PBCB) 행렬의 혈관은 혈관이없는 그룹에 비해 루프 군에서 유의하게 높았다. 끊임없이 성장 maturating 혈관 네트워크를 8 주 동안 주입 챔버 내에서 개발 하였다. 더 증가는 비 혈관 기 (33)에서 검출되지 않은 반면, 4 주와 8 주 사이의 구조의 중심을 향해 혈관 조직의 지속적인 성장이 관찰되었다. 된 AV 루프 모델 6 주간 PBCB 행렬 Prevascularization는 제어 골아 세포에 비해 주입 된 조골 세포의 생존율이 우수 주도. 대조군과는 대조적으로, 뼈 특정 유전자의 발현은 .......
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토론
10 년 이상, 우리는 성공적으로 작은 동물 모델에서 생체 내 동정맥 (AV) 조직 공학의 목적을 위해 루프 공부 혈관 신생을 사용하고 있습니다. 우리는이 미세 수술 모델이 다른 조직 엔지니어링 및 그것은 또한 혈관 신생 또는 혈관 신생 연구에 사용할 수있는 매우 적합 함을 입증 할 수있다.
기존 / 대체 방법에 대하여 기술의 중요성
엔지니어링 조직 또는 기관은 결함 사이트 (41)에 이식 후 생존 성공적인 통합에 필요한 영양분과 산소를 공급하는 작용 혈관 네트워크를 필요로한다. 다른 prevascularization 전략의 숫자는 체외 대 생체 내 및 외부 대 고유의 접근 방식에 따라 차별화 될 수있는 과거 수십 년에 걸쳐 개발되었다.
비계는 FABRICA 될 수 있습니다테드 관 형상 구조 및
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공개 사항
저자는 공개할 것이 없습니다.
감사의 글
우리는 우리의 AV 루프 연구를 지원하기 위해 다음과 같은 기관을 감사드립니다 : STAEDTLER 재단, 박사 프리츠 Erler 퐁, 그렇지 크로네 Fesenius 재단, 박스터 헬스 케어 GmbH의, DFG, 성별에 대한 IZKF / ELAN / EFI / 사무실 및 다양성의 Forschungsstiftung Medizin을 , 에어 랑엔 - 뉘른베르크 (FAU), AO 재단, 프레드 로스 재단, 슈 홍콩, 한스 게오르그 GEIS 재단, 독일 Akademischer Austauschdienst (DAAD), 독일, 고등 교육부와 과학 연구, 이라크의 프리드리히 - 알렉산더 대학. 우리는 우수한 기술 지원 스테판 플라이셔, 마리나 MILDE, 카트린 콘과 일제 아놀드-Herberth에게 감사의 말씀을 전합니다.
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 0.9% 염화나트륨 | Berlin-Chemie AG | 34592508 | |
| 11-0 Ethilon / 폴리아미드 6/6 | Ethicon | EH7438G | |
| 4-0 Vicryl / polygalactin 910 | Ethicon | V392H | |
| 6-0 Prolene / polypropylene | Ethicon | 8695H | |
| 알루미늄 스프레이 | Pharma Partner Vertriebs-GmbH | 1020 | |
| 방부제 | 보드 케미 GmbH | ||
| 카테터 | B Braun Meslungen AG | 4251612-02 | |
| 조영제 | Flowtech | MV-122 | |
| 엠부트라마이드, 메베조늄 요오드화물, 테트라카인 하이드로클로라이드 주사 용액 | Intervet International GmbH | ||
| encre de chine 강렬한 인도 잉크 | Lefranc & Bourgeois | ||
| Enrofloxacin | Bayer AG | ||
| 눈 연고 | Bayer AG | ||
| 포르말린 4% | Carl Roth GmbH & Co. KG | P087.4 | |
| Heparin | Ratiopharm GmbH | ||
| isoflurane | Abbott Laboratories | 6055482 | |
| Lewis rat, 수컷 | Charles River Laboratories | ||
| Metamizol-Natrium | Ratiopharm GmbH | ||
| 파파베린 / Paveron N | Linden Arzneimittel-Vertrieb-GmbH | ||
| 트라마돌 / 트라말 | Grü 넨탈 GmbH |
참고문헌
- Folkman, J., Haudenschild, C. Angiogenesis in vitro. Nature. 288 (5791), 551-556 (1980).
- DeCicco-Skinner, K. L., et al. Endothelial cell tube formation assay for the in vitro study of angiogenesis. J Vis Exp. (91), e51312(2014).
- Puddu, A., Sanguineti, R., Traverso, C. E., Viviani, G. L., Nicolo, ....
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재인쇄 및 허가
