Name: Het schalen van Engineered Vascular Enten Met behulp van 3D-Gedrukt Gidsen en de Ring Stapelen Method (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-03-27T11:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 38 s
Description: Leer een schaalbare methode voor het engineeren van bloedvaten met 3D-geprinte gidsen en ringstapeltechniek. Deze aanpak maakt betrouwbare fabricage van vasculaire grafts op maat mogelijk voor klinische toepassingen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

De auteurs willen graag onze collega Lam lab collega Ammar Chisti en Bijal Patel bedanken voor hun vriendelijke hulp met een aantal van de histologie en celkweek. De financiering werd verstrekt door de Wayne State University Nanogeneeskunde Fellowship (CBP), Start-Up Fondsen en Cardiovascular Research Institute Seed Grant (MTL).

1. Cel Cultuur Voorbereiding <ol><li> Maak gebruik van menselijke aorta gladde spiercellen in de handel gekocht. </li><li> Handhaven cellen in gladde spier celgroei media bestaande uit 88,6% 231 media, 0,1% elk van recombinant humaan insuline (rv-insuline), recombinant humaan fibroblast growth factor (rv-FGF), recombinante humane epidermale groeifactor (rv-FGF), en ascorbinezuur; en 5% elk van foetaal runderserum (FBS) en L-glutamine; en 1% antibioticum / antimycoticum. OPMERKING: Elke groeifactor, FBS en L-glutamine worden gekocht als een vasculaire media groei kit. </li><li> Change media om de 48 uur tot de cellen zijn ongeveer 90% confluent en klaar voor weefsel zaaien. </li><li> Store cellen in een incubator in tussen media veranderingen voor uitbreiding. </li></ol> 2. Voorbereiding van de 3D Gedrukte Inserts en Custom Siliconen Gegoten Plates <ol><li> Gebruik een commerciële 3D-printer (bijvoorbeeld Replicator Mini) voor 3D-printen van de plaat inserts. <ol><li> gebruik opnl source 3D-ontwerpsoftware, zoals Blender om de 3D-modellen van de gedrukte buitenste schelpen en posten. </li><li> Exporteer het model driver-bestand via een .stl formaat waardoor draagbaarheid om de software van de 3D-printer. </li><li> Produceren gedrukte posten en buitenmantels gebruikt poly (melkzuur) filament (PLA) geladen in de 3D printer. </li><li> Na het afdrukken, het uitvoeren van een 30-minuten weken in een 70% -100% ethanol oplossing voor elke insert steriliseren. </li></ol></li><li> Bereid een 1:10 hardingsmiddel polymeermengsel poly (dimethylsiloxaan) (PDMS) siliconenpolymeer baseren en laat het mengsel ontgast bij kamertemperatuur gedurende 10 min. <ol><li> Definieer petrischaal afmetingen als klein (35 mm), tussenproduct (60 mm) en grote (100 mm). </li><li> Voeg 2 ml, 4 ml en 6 ml uitgeharde siliconen om elke kleine, gemiddelde en grote plaat, respectievelijk, en een dunne laag over de gehele bodem van de petrischaal. </li><li> Maak berichten voor de kleine bord door het gieten van PDMS in een100 mm plaat tot een hoogte van 7 mm en laten uitharden op een hete plaat bij 60 ° C gedurende 2-3 uur. Maak dan gebruik van een 5 mm biopsie punch punch uit cilindrische berichten. Gebruik een kleine hoeveelheid onverhard PDMS beveiligen PDMS elke cilinder en het midden van elk plaatje. </li><li> Voor de gemiddelde en grote platen vóór uitharden van de PDMS invullen op de bodem van het schaaltje, zet de 3D afgedrukte berichten 10 mm en 20 mm centraal in elk tussenliggende en grote platen, respectievelijk. Voor de grote platen, bovendien plaats een 3D geprint buitenste schil ongeveer 66,7 mm in diameter gelijke afstand van de post. <ol><li> Laat elk gerecht uitharden in de open lucht op een hete plaat bij 60 ° C gedurende ongeveer 2-3 uur, zodat 18 uren voor het ontgassen van het polymeer. Fix gedrukte elementen aan de plaat in de juiste regio en oriëntatie zoals getoond in figuur 1. </li></ol></li><li> Voeg een oplossing van 70% ethanol met 30% gedestilleerd water gedurende 30 minuten om de binnenkant van plates voor sterilisatie en vervolgens dekking elke plaat. </li><li> Zorgvuldig aspireren de ethanol uit elke plaat en laat aan de lucht drogen. </li><li> Schik elke plaat in een biologisch veiligheidskabinet (BSC) naast zijn deksel, face-up. Expose borden en deksels UV licht onder het BSC 30 minuten sterilisatie voltooien. Steriele techniek wordt uitgevoerd bij elke stap na blootstelling aan UV. </li></ol></li></ol> 3. Bereiding van Hydrogel fibrine, enten met gladde spiercel en onderhoud van platen <ol><li> Meng een oplossing van fibrine gel met groeimedia + 0,01% TGF-β1 in de hoeveelheden van 0,5 ml, 1,1 ml en 1,81 ml voor kleine, midden en grote plaat maten, respectievelijk. <ol><li> Voeg 40 pl, 88,4 uL en 145 uL van trombine uit een voorraad van 100 U / ml aan de media van elke kleine, gemiddelde en grote plaat, respectievelijk. Zwenk elke plaat met de hand om ervoor te zorgen dat trombine wordt gelijkmatig gemengd in de media. </li><li> Voeg vervolgens 1601, L, 354 pl en 580 pl fibrinogeen, uit een voorraad van 20 mg / ml, druppelsgewijs circulair de trombine-media mengsel aan elke kleine, gemiddelde en grote plaat, respectievelijk. Zwenk de hand te waarborgen mengen en verdeling van de hydrogel in een gelijkmatige laag. </li><li> Sta hydrogel uitharden gedurende 10-15 minuten bij kamertemperatuur. </li></ol></li><li> Trypsinize gladde spiercellen Geëxpandeerd 150 mm celkweekplaten en centrifuge volgens standaardprotocollen. De resulterende pellet worden geresuspendeerd in 3 ml differentiatie media bestaande uit 98% - 231 media, 1% FBS en 1% antibioticum / antimycoticum. <ol><li> Krachtig mengen cellen door titratie op en neer met een 2 mL pipet te breken een cel klonten. Aantal cellen met een hemocytometer en een celsuspensie van 2 x 10 6 cellen / ml, 1,0 x 10 7 cellen / ml en 1,4 x 10 7 cellen / ml voor kleine, gemiddelde en grote platen respectievelijk. </li><li> Voeg 1 ml elke celsuspensie into een overeenkomstige 50 ml conische gelabeld klein, midden en groot. Zo&#39;n additioneel 50 ml conische deze wijze per extra weefselring gewenst. </li><li> Voeg differentiatie media aan elke conische definitieve zaaien volumes van 2 ml, 4 ml en 5 ml voor elke kleine, gemiddelde en grote vaten te verkrijgen, respectievelijk. Vervolgens voorzichtig pipet de cel oplossing druppelsgewijs bovenop de bereide hydrogel in elke corresponderende plaat. </li><li> Plaats platen in de incubator bij 37 ° C en 5% CO2. </li></ol></li><li> Change differentiatie media elke 48-72 uur voor elke plaat. In het geval van de grotere plaat, veranderingsmedia aanvankelijk na 24 uur, dan veranderen om 48-24 uur te compenseren grootcellig zaaidichtheid. <ol><li> Na 2-4 dagen als de ringen volledig in zal hebben opgelopen in de richting van de post, voeg 10 pi, 20 pi en 35 pi van TGF-β1 aan elk klein, midden en grote ring, respectievelijk. Na blootstelling aan TGF-β, 1 ten minste 24 uur, ringen gereed zijn behandeld. </li></ol></li></ol> 4. Montage van Vascular Construct en onderhoud <ol><li> Voor de vervaardiging van de uiteindelijke vasculair construct, wordt een speciale houder gemaakt om het voltooide vat te houden. <ol><li> Voor de kleine vaartuig, zorgen voor een hoge kentekenplaat voor ring stapelen door het snijden van een 2-inch doorsnede uit de top van een 50 ml polycarbonaat conische buis, en vervolgens PDMS lijm de snijrand in een 35 mm plaat. Gebruik de conische deksel als de plaat deksel. </li><li> Voor de tussenliggende en grote schip hoge ring stapelen platen, snijd een 1,75-inch diameter polycarbonaat buis in 2,5 inch secties in de lengte om te dienen als de grote plaat muren. Voor de lange plaat bodems, snijd een 0.125-inch dikke polycarbonaat in 2-inch cirkel met een diameter stukken. Met behulp van acryl lijm, binden de polycarbonaat buis sectie om de cirkelvormige gesneden stuk. Gebruik het deksel van een 60 mm petrischaal als het deksel voor de lange plaat. </li><li> 3D print posten 5, 10 en 20 mm in diameter en 50 mm lang. </li><li> Voeg 10 ml niet uitgeharde siliconen elke container. Voorafgaand aan de volledige uitharding van het PDMS, centraal plaatst elk bericht gemaakt in stap 4.1.3 in elke kleine, tussentijdse, en grote container. </li><li> Laten uitharden op een hete plaat ingesteld op 60 ° C gedurende 2-3 uur. </li><li> Steriliseren met een oplossing van 70% ethanol met 30% gedestilleerd water gedurende 30 minuten. </li><li> Zorgvuldig aspireren de ethanol uit elke container en laat aan de lucht drogen in de BSC. Vervolgens regelen van de containers in de kap met elke plaat geplaatst naast het deksel, face-up. Blootstellen aan UV-licht onder de BSC gedurende nog 30 minuten verder sterilisatie. Gebruik steriele techniek bij elke stap na blootstelling aan UV. </li></ol></li><li> Met behulp van zeer fijne tang, verwijder voorzichtig elke strak opgerold gladde spieren hydrogel ring uit zijn post en over te dragen aan de bijbehorende grotere container met de hoge posten. <ol><li> Gebruik een paarpincet in elke hand en hef één zijde van de ring van de paal, en dan de andere. Wees voorzichtig te beschermen en het lumen te handhaven. </li><li> Voer de overdracht met deze twee handen werkwijze schuiven eerste zijde, dan de andere zijde van de ring op de hoge paal. Met behulp van zachte, geleidelijke bewegingen, en de omtrek werken, duw langzaam de ring naar beneden op de hoge paal. Vervolgens stapelen ringen weefsel tot de gewenste lengte vaartuig is verkregen, waarbij elke ring toevoeging van ongeveer 1-2 mm lengte aan de voltooide construct. </li></ol></li><li> Met de ring stapel gepositioneerd op de lange 3D gedrukte berichten, zet de plaat, zodat de post parallel aan het werkoppervlak is. <ol><li> Met behulp van een micropipet, voeg 40, 80 en 160 ui thrombine met een concentratie van 100 U / mL voorzichtig aan het buitenoppervlak van elke kleine, gemiddelde en grote vaten, respectievelijk. Terwijl het toevoegen van de trombine, langzaam draai de plaat om de dekking van alle oppervlakken van het construct te verzekeren zelfs.Dit zal de basis voor de fibrinelijm gebruikt om de ring stapel construct veilig in de eerste dagen na constructie. </li><li> Voeg vervolgens 40, 80 en 160 pi van fibrinogeen in een concentratie van 20 mg / ml tot elke kleine, intermediaire en grote construct, respectievelijk, met behulp van een micropipet terwijl sneldraaiende het construct. De trombine en fibrinogeen snel set in een stevige gel eenmaal gemengd. Door de korte uithardingstijd, toepassen fibrinogeen zo snel en gelijkmatig mogelijk. </li></ol></li><li> Voeg 20 ml differentiatie medium elke container die het construct. Plaats kolven op een 37 ° C incubator tot gebruik. Wijzig de media elke 3-5 dagen. </li></ol>

<ol><li>Luciani, G. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Operative+risk+and+outcome+of+surgery+in+adults+with+congenital+valve+disease%5BTitle%5D)+AND+%22ASAIO+J%22%5BJournal%5D)">Operative risk and outcome of surgery in adults with congenital valve disease.</a> ASAIO J. 54 (5), 458-462 (2008).</li>
<li>Lawson, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioengineered+human+acellular+vessels+for+dialysis+access+in+patients+with+end-stage+renal+disease%3A+two+phase+2+single-arm+trials%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Bioengineered human acellular vessels for dialysis access in patients with end-stage renal disease: two phase 2 single-arm trials.</a> Lancet. 14 (387), 2026-2034 (2016).</li>
<li>McAllister, T. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effectiveness+of+haemodialysis+access+with+an+autologous+tissue-engineered+vascular+graft%3A+a+multicentre+cohort+study%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Effectiveness of haemodialysis access with an autologous tissue-engineered vascular graft: a multicentre cohort study.</a> Lancet. 373 (9673), 1440-1446 (2009).</li>
<li>Wystrychowski, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((First+human+use+of+an+allogeneic+tissue-engineered+vascular+graft+for+hemodialysis+access%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vasc+Surg%22%5BJournal%5D)">First human use of an allogeneic tissue-engineered vascular graft for hemodialysis access.</a> J Vasc Surg. 60 (5), 1353-1357 (2014).</li>
<li>Konig, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+properties+of+completely+autologous+human+tissue+engineered+blood+vessels+compared+to+human+saphenous+vein+and+mammary+artery%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Mechanical properties of completely autologous human tissue engineered blood vessels compared to human saphenous vein and mammary artery.</a> Biomaterials. 30 (8), 1542-1550 (2009).</li>
<li>Gui, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Construction+of+tissue-engineered+small-diameter+vascular+grafts+in+fibrin+scaffolds+in+30+days%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng+Part+A%22%5BJournal%5D)">Construction of tissue-engineered small-diameter vascular grafts in fibrin scaffolds in 30 days.</a> Tissue Eng Part A. 20 (9-10), 1499-1507 (2014).</li>
<li>Sundaram, S., Echter, A., Sivarapatna, A., Qiu, C., Niklason, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small-diameter+vascular+graft+engineered+using+human+embryonic+stem+cell-derived+mesenchymal+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng+Part+A%22%5BJournal%5D)">Small-diameter vascular graft engineered using human embryonic stem cell-derived mesenchymal cells.</a> Tissue Eng Part A. 20 (3-4), 740-750 (2014).</li>
<li>Quint, C., Arief, M., Muto, A., Dardik, A., Niklason, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Allogeneic+human+tissue-engineered+blood+vessel%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vasc+Surg%22%5BJournal%5D)">Allogeneic human tissue-engineered blood vessel.</a> J Vasc Surg. 55 (3), 790-798 (2012).</li>
<li>Quint, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Decellularized+tissue-engineered+blood+vessel+as+an+arterial+conduit%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Decellularized tissue-engineered blood vessel as an arterial conduit.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 31 (108), 9214-9219 (2011).</li>
<li>Dahl, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Readily+available+tissue-engineered+vascular+grafts%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Transl+Med%22%5BJournal%5D)">Readily available tissue-engineered vascular grafts.</a> Sci Transl Med. 2 (68), (2011).</li>
<li>Syedain, Z. H., Meier, L. A., Lahti, M. T., Johnson, S. L., Tranquillo, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Implantation+of+completely+biological+engineered+grafts+following+decellularization+into+the+sheep+femoral+artery%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng+Part+A%22%5BJournal%5D)">Implantation of completely biological engineered grafts following decellularization into the sheep femoral artery.</a> Tissue Eng Part A. 20 (11-12), 1726-1734 (2014).</li>
<li>Syedain, Z. H., Meier, L. A., Bjork, J. W., Lee, A., Tranquillo, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Implantable+arterial+grafts+from+human+fibroblasts+and+fibrin+using+a+multi-graft+pulsed+flow-stretch+bioreactor+with+noninvasive+strength+monitoring%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Implantable arterial grafts from human fibroblasts and fibrin using a multi-graft pulsed flow-stretch bioreactor with noninvasive strength monitoring.</a> Biomaterials. 32 (3), 714-722 (2011).</li>
<li>Meier, L. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blood+outgrowth+endothelial+cells+alter+remodeling+of+completely+biological+engineered+grafts+implanted+into+the+sheep+femoral+artery%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cardiovasc+Transl+Res%22%5BJournal%5D)">Blood outgrowth endothelial cells alter remodeling of completely biological engineered grafts implanted into the sheep femoral artery.</a> J Cardiovasc Transl Res. 7 (2), 242-249 (2014).</li>
<li>Pinnock, C. B., Meier, E. M., Joshi, N. N., Wu, B., Lam, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Customizable+engineered+blood+vessels+using+3D+printed+inserts%5BTitle%5D)+AND+%22Methods%22%5BJournal%5D)">Customizable engineered blood vessels using 3D printed inserts.</a> Methods. S1046-2023 (15), 30184-30185 (2015).</li>
<li>Blakely, A. M., Manning, K. L., Tripathi, A., Morgan, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bio-Pick%2C+Place%2Cand+Perfuse%3A+A+New+Instrument+for+Three-Dimensional+Tissue+Engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng+Part+C+Methods%22%5BJournal%5D)">Bio-Pick, Place,and Perfuse: A New Instrument for Three-Dimensional Tissue Engineering.</a> Tissue Eng Part C Methods. 21 (7), 737-746 (2015).</li>
<li>Gwyther, T. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineered+vascular+tissue+fabricated+from+aggregated+smooth+muscle+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Cells+Tissues+Organs%22%5BJournal%5D)">Engineered vascular tissue fabricated from aggregated smooth muscle cells.</a> Cells Tissues Organs. 194 (1), 13-24 (2011).</li>
<li>Fearon, W. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+coronary+arterial+dimensions+early+after+cardiac+transplantation%5BTitle%5D)+AND+%22Transplantation%22%5BJournal%5D)">Changes in coronary arterial dimensions early after cardiac transplantation.</a> Transplantation. 27 (6), 700-705 (2007).</li>
<li>Erbel, R., Eggebrecht, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aortic+dimensions+and+the+risk+of+dissection%5BTitle%5D)+AND+%22Heart%22%5BJournal%5D)">Aortic dimensions and the risk of dissection.</a> Heart. 92 (1), 137-142 (2006).</li>
<li>Ha, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transforming+growth+factor-beta+1+produced+by+vascular+smooth+muscle+cells+predicts+fibrosis+in+the+gastrocnemius+of+patients+with+peripheral+artery+disease%5BTitle%5D)+AND+%22J+Transl+Med%22%5BJournal%5D)">Transforming growth factor-beta 1 produced by vascular smooth muscle cells predicts fibrosis in the gastrocnemius of patients with peripheral artery disease.</a> J Transl Med. 14, 39(2016).</li>
<li>Skalli, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alpha-smooth+muscle+actin%2C+a+differentiation+marker+of+smooth+muscle+cells%2C+is+present+in+microfilamentous+bundles+of+pericytes%5BTitle%5D)+AND+%22J+Histochem+Cytochem%22%5BJournal%5D)">Alpha-smooth muscle actin, a differentiation marker of smooth muscle cells, is present in microfilamentous bundles of pericytes.</a> J Histochem Cytochem. 37 (3), 315-321 (1989).</li>
<li>von der Ecken, J., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25470062">Structure of the F-actin-tropomyosin complex.</a> Nature. 519 (7541), 114-117 (2015).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

De Ring Stacking Method biedt meerdere voordelen ten opzichte van de huidige vasculaire tissue engineered construct technieken. De RSM kan worden aangepast aan menselijke voertuigen van elke grootte door simpelweg aanpassen van de post en buitenschaal afmetingen. Onze methode maakt ontwikkeling van polymeervrije ontworpen vaartuigen uitsluitend uit menselijke cellen en snel afbreekbare dragermateriaal in het lichaam de natuurlijke wondgenezingsproces. Polymer grafts is bekend dat restenose veroorzaken in de kliniek en p...

Bij de behandeling van coronaire hartziekte (CAD), zijn eigen bloedvaten van de patiënt geoogst als entmateriaal voor bypassoperatie. Echter, vaak, zieke patiënten hebben geen levensvatbare schepen om te doneren aan zichzelf, en wanneer ze dat doen, de donor gebied veroorzaakt aanzienlijke extra schade en heeft een ernstig risico op infectie. 1 Engineered vasculaire implantaten kunnen deze behoefte in te vullen. Schaalbaarheid van het grootste belang voor engineering vaartuigen om de uiteenlopende patiëntafmeting verblijf voldoen. Echter, huidige methoden voor engineering schepen zijn niet gemakkelijk schaalbaar en vergen doorgaans herfabricage van complexe vormen of polymeer steigers. De meeste engineered grafts ofwel gebruik van een polymeer buisvormige scaffold dat is bezaaid met vasculaire fibroblasten, gladde spiercellen of endotheelcellen; of het werpen van een cel vel rond een doorn om een ​​tissue buis te creëren. Twee gemanipuleerde vasculaire implantaten in klinische studies gebaseerd op decellularized polymeer-ECM-platform. 2, 3, 4 Polymeer transplantaten beschikbaar voor gebruik in vasculaire reparatie reeds bekend om problemen met doorgankelijkheid, welke als een groot probleem bij langdurig gebruik van een implantaat met een voortdurende aanwezigheid polymeer kunnen aandienen. Buisvormige mallen werden gebruikt om volledig cellulaire schepen, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 welke procedures zouden extra ontwerp en vervaardiging van werktuigen voor aangepaste matrijzen nodig hebben om schepen te produceren in een verscheidenheid van grootte fabriceren . De hierin beschreven werkwijze omvat een nieuwe techniek voor het maken eenvoudig schaalbaar ontworpen vasculaireenten met behulp van aanpasbare 3D geprint inserts en traditionele cultuur platen. 14 Cellen worden gezaaid in platen met inzetstukken van een centrale post en buitenste schil. De controles achteraf lumen diameter en laat de cel monolaag om zelf te assembleren in een ring van weefsel. De behuizing controles dikte van de ring, en dus wanddikte van de uiteindelijke vat. Afgesloten weefsel ringen worden vervolgens gestapeld tot een buisvormige vasculaire graft vormen. Het voordeel van deze methode, de zogenaamde &quot;Ring stapelmethode,&quot; dat aanhechtend celtype kan worden gezaaid in de plaat opstart en weefsel ringen of buizen van elke omvang die voor de gewenste toepassing kan worden gegenereerd door eenvoudig modificeren gids inserts. Vergelijkende technieken weefselengineering creëren ringen weefsel blijft moeilijk schaal 15, 16 ter verwerk van mallen voor elke gewenste afmeting. Bovendien, vasculaire transplantaten gemaakt met deze methode kan producerend in 2-3 weken, verscheidene weken sneller dan bij andere hoogwaardige schepen. 6 Voor de kliniek, kan deze tijd discrepantie een significant verschil in de behandeling van een verslechterende patiënt.

<table><tbody><tr><td>Human Aortic Smooth Muscle Cells&nbsp;</td><td>ATCC</td><td>PCS-100-012</td><td>vasculaire gladde spiercellen</td></tr><tr><td>Medium 231</td><td>Gibco (Life Technologies&nbsp;</td><td>M-231-500</td><td>media specifiek voor vasculaire gladde spiercellen</td></tr><tr><td>Human Aortic Smooth Muscle Cell Growth Kit&nbsp;</td><td>ATCC</td><td>PSC-100-042</td><td>groeifactoren voor het behoud van de levensvatbaarheid van vasculaire gladde spiercellen</td></tr><tr><td>Replicator Mini 3D printer&nbsp;</td><td>MakerBot&nbsp;</td><td>N/A</td><td>3D-printer</td></tr><tr><td>Poly(lactic acid) 3D ink (PLA)</td><td>MakerBot&nbsp;</td><td>N/A</td><td>3D-printerfilament</td></tr><tr><td>Poly(dimethlysiloxane) (PDMS)</td><td>Ellworth Adhesives&nbsp;</td><td>3097358-1004</td><td>polymeer voor het lijmen van plaatonderdelen</td></tr><tr><td>Fibrinogeen</td><td>Hyclone Labratories, Inc.</td><td>SH30256.01</td><td>fibrinegelcomponent</td></tr><tr><td>Thrombine&nbsp;</td><td>Sigma Life Sciences</td><td>F3879-5G</td><td>fibrinegelcomponent</td></tr><tr><td>Tranforming Growth Factor-Beta 1&nbsp;</td><td>PeproTech</td><td>100-21</td><td>groeifactor voor het stimuleren van collageenproductie</td></tr><tr><td>Hemocytometer&nbsp;</td><td>Hausser Scientific Co.</td><td>3200</td><td>voor celtelling</td></tr><tr><td>Polycarbonaatbuis&nbsp;</td><td>US Plastics&nbsp;</td><td>PCTUB1.750X1.625</td><td>materiaal voor het maken van hoge, ring-stapelplaten</td></tr><tr><td>Polycarbonaatplaat&nbsp;</td><td>Home Depot</td><td>409497</td><td>materiaal voor het maken van hoge, ring-stapelplaten</td></tr><tr><td>Kleefmiddelpolymeeroplosmiddel&nbsp;</td><td>SCIGRIP</td><td>10799</td><td>materiaal voor het maken van hoge, ring-stapelplaten</td></tr><tr><td>Instron 5940</td><td>Instron</td><td>N/A</td><td>trektestmachine</td></tr><tr><td>U-Stretch</td><td>Cell Scale</td><td>N/A</td><td>trektestmachine</td></tr><tr><td>Smooth Muscle Actin&nbsp;</td><td>MA5-11547</td><td>Thermo Fisher</td><td>antilichaam</td></tr><tr><td>Tropomyosine</td><td>MA5-11783</td><td>Thermo Fisher</td><td>antilichaam</td></tr></tbody></table>

het schalen van engineered vascular enten met behulp van 3d-gedrukt gidsen en de ring stapelen method

Scaling of Engineered Vascular Grafts Using 3D Printed Guides and the Ring Stacking Method

Coronaire hartziekte blijft een belangrijke oorzaak van de dood, die miljoenen Amerikanen. Met het gebrek aan autologe vasculaire transplantaten beschikbaar, ontwikkeld grafts een groot potentieel voor de behandeling van patiënten. Echter, gemanipuleerde vasculaire grafts algemeen niet gemakkelijk schaalbaar, ter vervaardiging van aangepaste mallen of polymeer buizen om te passen aan de grootte, die een tijdrovende en kostbare praktijk. Menselijke slagaders variëren in lumen diameter van ongeveer 2,0-38 mm en een wanddikte van ongeveer 0,5-2,5 mm. We hebben een methode gecreëerd, aangeduid als de &quot;Ring stapelmethode,&quot; waarin variabele grootte ringen van weefsel van het gewenste celtype, toonde hier met vasculaire gladde spiercellen (SMC), kan worden gemaakt met geleidingen centrum posten lumendiameter beheersen en buitenste schelpen wanddikte van het drukvat te dicteren. Deze weefsels ringen worden vervolgens gestapeld tot een buisvormige construct, het nabootsen van de natuurlijke vorm van een bloedvat. De lengte vat kan be afgestemd door simpelweg het aantal ringen die nodig is om de lengte nodig vormen stapelen. Met onze techniek, kan weefsels van buisvormige membranen, vergelijkbaar met een bloedvat, gemakkelijk worden vervaardigd in verschillende afmetingen en lengtes aan de behoeften van de kliniek en patiënt voldoen.

Is hier zichtbaar vervaardiging van 3 verschillendenanomaterialen vasculaire graft maten (figuur 1), waaruit blijkt dat de ringstapeling Method (RSM) is schaalbaar. Om toepasbaarheid te bewijzen, de 3 verschillende grootte van de vaartuigen gekozen correlaat op ware grootte menselijke vaartuig voor de linker anterieure dalende slagader (small; lumen diameter = 4 mm) 17, dalende aorta (tussenproduct; lumen diameter = 10 mm) en de stijgende aorta (g...

Schaalbare engineered bloedvaten zou de klinische toepasbaarheid te verbeteren. Gebruik gemakkelijk aanzienlijke 3D gedrukte geleiders, ringen van vasculaire gladde spieren zijn gemaakt en gestapeld in een buisvormige vorm, die een vasculair transplantaat. Enten kan worden aangepast aan de reeks van menselijke kransslagader afmetingen voldoen door eenvoudig de 3D gedrukte handleiding te wijzigen.

Het schalen van Engineered Vascular Enten Met behulp van 3D-Gedrukt Gidsen en de Ring Stapelen Method

Coronary artery disease remains a leading cause of death, affecting millions of Americans. With the lack of autologous vascular grafts available, ...

Het algemene doel van deze methode is om robuust en consistent gemanipuleerde bloedvaten van elke gewenste grootte te genereren. Deze techniek maakt het betrouwbaar en effectief mogelijk om bloedvaten te engineeren. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat vaten van elke grootte eenvoudig en betrouwbaar gefabriceerd kunnen worden.We kregen voor het eerst het idee voor deze methode toen we bespraken hoe we een buisvormig weefsel konden engineeren en vergeleken onze methode met de constructie van wegtunnels, segment voor segment. Om de 3D-geprinte inserts voor te bereiden, voegt u eerst een dunne laag van respectievelijk twee, vier of zes mL ongeharde siliconen toe aan de bodems van een Petri schaal van 35, 60 of 100 millimeter. Om palen voor de 35 mm platen te maken, giet u PDMS in een andere 100 mm plaat tot een hoogte van zeven mm en verhit u de PDMS op een warmteplaat bij 60 °C gedurende twee tot drie uur.Wanneer de PDMS is uitgehard, gebruik dan een biopsietpons van vijf mm om cilindrische pennen te maken. Gebruik een kleine hoeveelheid niet-uitgeharde PDMS om de cilinders in het midden van elke plaat van 35 mm te bevestigen. Plaats een 3D-geprinte buitenmantel van on

scaling-engineered-vascular-grafts-using-3d-printed-guides-ring

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Onze groep heeft een bioreactor cultuur systeem dat bootst de fysiologische pulserende stress van het cardiovasculaire systeem te regenereren implanteerbare kleine diameter vaattransplantaten.

Techniek Biologisch-Based vaattransplantaten Met behulp van een Pulsatiele Bioreactor

Dit artikel schetst een veelzijdige methode om uit de cel afkomstige weefsel ringen te creëren door cellulaire zelf-assemblage. Gladde spiercellen gezaaid in de ring-vormige agarose putten aggregaat en contract tot robuuste driedimensionale (3D) weefsels maken binnen de 7 dagen. Millimeter schaal weefsel ringen bevorderlijk zijn voor mechanische testen en dienen als bouwstenen voor weefsel montage.

Gericht Cellular Self-Assembly to Cell-Derived weefsel Rings fabriceren voor Biomechanische Analyse en Tissue Engineering

Om onze kennis van cellulaire en moleculaire neotissue vorming te verbeteren, werd een muizenmodel van het TEVG recent ontwikkelde. De transplantaten werden geïmplanteerd infrarenale vena cava tussenvoeging enten in C57BL / 6 muizen. Dit model behaalt dezelfde resultaten als die bereikt bij onze klinische onderzoek, maar over een veel kortere tijd-cursus.

Implantatie van de vena cava inferior Interpositie Graft in muismodel

Een stap-voor-stap protocol voor de inter-positionele plaatsing van weefselengineering Vessels (Tevs) in de halsslagader van een schaap met end-to-end anastomose en real-time digitale evaluatie in vivo tot dierenoffers.

Chirurgische techniek voor de inplanting van Tissue Engineered vaattransplantaten en de daaropvolgende<em&gt; In Vivo</em&gt; Monitoring

Hier presenteren we een protocol om tissue engineered vaartuig enten die functioneel zijn voor het enten in muizen door dubbel zaaien gedeeltelijk geïnduceerde pluripotente stamcellen genereren (PiPSC) - afgeleide gladde spiercellen en PiPSC - afgeleide endotheelcellen op een gedecellulariseerde schip steiger bioreactor.

Generatie en enten van-Weefselmanipulatieproducten Schepen in een muismodel

In dit werk presenteren we een techniek voor de snelle fabricage van levend vasculair weefsel door directe cultivatie van collageen, gladde spiercellen en endotheelcellen. Daarnaast wordt een nieuw protocol beschreven voor de mechanische karakterisering van gefabriceerd vasculair weefsel.

Engineering 3D Cellularized Collageen Gel voor Vasculaire Tissue Regeneration

Dit protocol beschrijft een platform voor het fabriceren van zelf geassembleerde weefsel ringen in verschillende afmetingen met behulp van een aangepaste 3D-gedrukte kunststof schimmel. PDMS negatieven worden genezen in de 3D-gedrukte mal; vervolgens is agarose gegoten in de uitgeharde PDMS negatieven. Cellen worden overgeënt in de resulterende agarose putten waar ze in weefsel ringen aggregaat.

Fabricage van aangepaste Agarose putten voor het zaaien van de cellen en weefsel Ring zelf-assemblage met behulp van 3D-gedrukte mallen

Gemanipuleerde weefsels zijn sterk afhankelijk van de juiste vasculaire netwerken om vitale voedingsstoffen en gassen te leveren en metabolisch afval te verwijderen. In dit werk creëert een stapsgewijs zaaiprotocol van endotheelcellen en ondersteunende cellen sterk georganiseerde vasculaire netwerken in een platform met hoge doorvoer voor het bestuderen van het ontwikkelen van vesselgedrag in een gecontroleerde 3D-omgeving.

Stapsgewijs cel zaaien opssellated steigers om ontkiemende bloedvaten te bestuderen

Ontworpen flappen vereisen een geïntegreerd functioneel vasculair netwerk. In dit protocol presenteren we een methode voor het fabriceren van een 3D-geprinte weefselflap met een hiërarchisch vasculair netwerk en de directe microchirurgische anastomosen naar de dijbeenslagader van ratten.

Fabricage van engineered vasculaire flappen met behulp van 3D-printtechnologieën

Hier wordt een protocol gepresenteerd voor de implantatie van een weefselgemanipuleerd vasculair transplantaat in de halsslagader van de muis met behulp van de manchettechniek, waardoor een geschikt diermodel wordt geboden voor het onderzoeken van mechanismen voor de regeneratie van vasculair weefsel.

Implantatie van weefselgemanipuleerd vasculair transplantaat in de halsslagader van muizen via manchettechniek

Leer een schaalbare methode voor het engineeren van bloedvaten met 3D-geprinte gidsen en ringstapeltechniek. Deze aanpak maakt betrouwbare fabricage van vasculaire grafts op maat mogelijk voor klinische toepassingen.

Het schalen van Engineered Vascular Enten Met behulp van 3D-Gedrukt Gidsen en de Ring Stapelen Method

Meer video's verkennen