Name: Pętla tętniczo-żylna (AV) w małym modelu zwierzęcym do badania angiogenezy i inżynierii tkanek unaczynionych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-02T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 53 s
Description: Poznaj mikrochirurgiczną metodę tworzenia pętli tętniczo-żylnej do inżynierii tkanek unaczynionych i badań angiogenezy. Technika ta umożliwia wykorzystanie organizmu jako bioreaktora do generowania spersonalizowanych tkanek.

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

Chcielibyśmy podziękować następującym instytucjom za wsparcie naszych badań nad pętlą AV: Staedtler Stiftung, Dr. Fritz Erler Fonds, Else Kröner Fesenius Stiftung, Baxter Healthcare GmbH, DFG, IZKF/ELAN/EFI/Office for Gender and Diversity, Forschungsstiftung Medizin, Uniwersytet Friedricha-Alexandra w Erlangen-Norymberdze (FAU), AO Foundation, Manfred Roth Stiftung, Xue Hong, Hans Georg Geis Foundation, Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD), Niemcy, oraz Ministerstwo Szkolnictwa Wyższego i Badań Naukowych, Irak. Chcielibyśmy podziękować Stefanowi Fleischerowi, Marinie Milde, Katrin Köhn i Ilse Arnold-Herberth za ich doskonałe wsparcie techniczne.

Komitet Opieki nad Zwierzętami Uniwersytetu Friedricha-Alexandra w Erlangen-Norymberdze (FAU) i rząd Środkowej Frankonii w Niemczech zatwierdziły wszystkie eksperymenty. Do eksperymentów wykorzystano samce szczurów rasy Lewis o masie ciała 300 - 350 g.
1. Model pętli tętniczo-żylnej u szczura
<ol>
	<li>Procedura implantacji (ryc. 2)
	<ol>
		<li>Do znieczulenia użyj specjalnego plastikowego pudełka, które jest połączone rurką z parownikiem izofluranu i zamknięte pokrywką. Włączyć gaz zasilający i przepływomierz w zakresie 0,8 - 1,5 l/min.</li>
		<li>Umieść szczura w plastikowym pudełku indukcyjnym i zamknij górę. Włącz parownik izofluranowy do 5%.</li>
		<li>Uważnie obserwuj szczura podczas indukcji znieczulenia. Po 3 - 4 minutach szczur zostanie znieczulony.</li>
		<li>Potwierdź prawidłowe znieczulenie: utrata odruchu prostego, utrata odruchu powiekowego, odruch wycofania, dodatni odruch rogówkowy.</li>
		<li>Wyjmij szczura z pudełka i sprawdź jego wagę w celu obliczenia leków. Nałóż maść na oczy, aby zapobiec wysuszeniu pod narkozą.</li>
		<li>Leki przeciwbólowe i antybiotyki (np. 7,5 mg/kg enrofloksacyny podskórnie (s. c.), 12,5 mg/kg tramadolu i 100 mg/kg metamizolu w obu przypadkach dożylnie (i. v.)). Podczas operacji należy podawać krystaloidy dostosowane do masy ciała (np. 30 ml/kg s. c.).</li>
		<li>Ułożyć szczura na plecach na płycie rozgrzewającej w temperaturze 37 °C w znieczuleniu z 1-2% inhalacją izofluranu podawaną przez maskę.</li>
		<li>Należy prawidłowo monitorować znieczulenie i zwiększać dawkę izofluranu, jeśli poziom znieczulenia jest zbyt niski (ruch szczura, reakcja na ból, napięcie szczęki, brak utraty odruchów (patrz 1.1.4.), zwiększenie częstości akcji serca). Należy uważać, aby nie przedawkować izofluranu (utrata odruchów rogówkowych, wysokie tętno, zmniejszenie wysycenia tlenem). Użyj specjalnej pulsoksymetrii dla małych zwierząt, aby sprawdzić nasycenie tlenem (95 - 100%) i tętno (250 - 450 / min) szczura. Podczas pracy monitoruj temperaturę szczura (36 - 40 °C) i w razie potrzeby dostosuj temperaturę płyty grzewczej.</li>
		<li>Ogol wewnętrzne strony tylnych kończyn elektryczną maszynką do golenia i zdezynfekuj obszar środkami antyseptycznymi. Rozłóż tylne kończyny i przymocuj je taśmą klejącą.</li>
		<li>Połóż szczura pod mikroskopem chirurgicznym i przykryj szczura sterylnym obrysowaniem. Upewnij się, że cała procedura operacyjna jest wykonywana w sterylnych warunkach.</li>
		<li>Otwórz skórę na środku lewego uda z podłużnym nacięciem od górnej części kolana do pachwiny za pomocą skalpela (nr 10).</li>
		<li>Przeciąć tkankę podskórną i powięź warstwami o długości około 3 cm za pomocą nożyczek preparacyjnych i mikrokleszczy, aż pęczek naczyniowy kości udowej zostanie odsłonięty od tętnicy miednicy w pachwinie do rozwidlenia tętnicy udowej w kolanie.</li>
		<li>Oddziel naczynia i usuń przydankę za pomocą nożyczek i mikrokleszczy.</li>
		<li>Koaguluj boczne gałęzie za pomocą koagulacji elektrycznej. Przykryj pole operacyjne wilgotnym kompresem.</li>
		<li>Otwórz skórę po prawej stronie, jak opisano dla lewej strony, 1.1.11 - 1.1.14.</li>
		<li>W celu pobrania przeszczepu żylnego należy podwiązać prawą żyłę udową przez koagulację elektryczną na bliższych i dalszych końcach w odległości 1 - 1,5 cm.</li>
		<li>Usunąć przeszczep żylny za pomocą mikrokleszczy i przepłukać przeszczep żylny roztworem heparyny (50 j.m./ml w 0,9% roztworze chlorku sodu) za pomocą kaniuli irygacyjnej i przenieść go do lewego uda. Przykryj pole operacyjne po prawej stronie wilgotnym kompresem.</li>
		<li>Podwiązać żyłę udową po lewej stronie proksymalnie w okolicy pachwinowej za pomocą zacisku mikronaczyniowego. Koagulację żyły udowej dystalnie przez koagulację elektryczną, w górnej części kolana przed rozgałęzieniem, w odległości około 2 cm.</li>
		<li>W przypadku zespolenia połączyć proksymalny koniec przeszczepu żylnego z bliższym końcem żyły za pomocą zespolenia koniec do końca za pomocą szwu 11-0. Stosować około 8 przerwanych szwów. Zacznij od umieszczenia pierwszych dwóch szwów w pozycji godziny 12 i 6. Następnie włóż 2 do 3 dodatkowych szwów między tymi punktami z przodu, a następnie włóż 2 do 3 dodatkowych szwów z tyłu.</li>
		<li>Podwiązać tętnicę udową w taki sam sposób, jak opisano dla żyły udowej (1.1.18.). Upewnij się, że naczynia pętlowe nie są skręcone. Zespolenie dystalnego końca przeszczepu żylnego z bliższym końcem tętnicy, jak opisano dla żyły udowej (kroki 1.1.19.).</li>
		<li>Podawać dożylnie 25 j.m. heparyny. Ponownie upewnij się, że naczynia pętli nie są skręcone, Zdejmij zaciski i sprawdź szczelność i drożność pętli przez około 5 minut.</li>
		<li>Wlać papawerynę (np. 4 mg/ml) na naczynia, aby zapobiec skurczom naczyń krwionośnych. Jeśli występuje drożność, pętla rozszerza się i można zaobserwować puls tętnicy.</li>
		<li>Wstępnie napełnić komorę implantacyjną pierwszą połową (około 500 μl) matrycy (np. hydrożelem lub matrycą kostną z komórkami lub bez). Osadź pętlę w komorze implantacyjnej.</li>
		<li>Napełnić komorę implantacyjną drugą połową matrycy do całkowitej objętości 1 000 μl. Uszczelnić komorę pokrywą komory.</li>
		<li>Przymocuj komorę implantacyjną do uda za pomocą niewchłanialnego szwu 6-0. Przymocuj pokrywę komory za pomocą niewchłanialnego szwu 6-0. Zatrzymaj ewentualne krwawienie za pomocą koagulacji elektrycznej.</li>
		<li>Zamknij skórę wchłanialnymi szwami 4-0. Przykryj ranę sprayem do aluminium.</li>
		<li>Podawać antybiotyki i leki przeciwbólowe (np. 7,5 mg/kg enrofloksacyny s. c., tramadol 12,5 mg/kg na os (p. o.) (przez wodę pitną) przez 3 - 5 dni i później, w zależności od zachowania szczura).</li>
		<li>Wyłącz waporyzator i pozwól szczurowi oddychać gazem zasilającym, aż zacznie się budzić.</li>
		<li>Umieść szczura w pudełku ze wsparciem termicznym i obserwuj go uważnie, aż w pełni wyzdrowieje.</li>
		<li>Nie pozostawiaj szczura bez opieki, dopóki nie odzyska wystarczającej przytomności, aby utrzymać pozycję leżącą mostka.</li>
		<li>Nie zwracaj szczura do towarzystwa innych zwierząt, dopóki w pełni nie wyzdrowieje.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Procedura eksplantacji
	<ol>
		<li>Eksplantację należy przeprowadzić po krótkotrwałej lub długotrwałej implantacji (zgodnie z projektem badania, przykłady znajdują się w piśmiennictwie 27-32). Znieczulić szczura zgodnie z krokami 1.1.1.-1.1.9.</li>
		<li>Otwórz skórę brzucha skalpelem (nr 10) i odsuń jelita na bok za pomocą kompresu. Odsłoń aortę brzuszną i żyłę główną za pomocą bawełnianych wacików.</li>
		<li>Kankaniuluj aortę brzuszną (np. plastikową kaniulę o rozmiarze 24) i przetnij żyłę główną nożyczkami preparacyjnymi.</li>
		<li>Przepłukać aortę brzuszną 0,9% roztworem chlorku sodu zawierającym 100 j.m./ml heparyny, aż wyciekający płyn zostanie usunięty. Perfuzję aorty należy wykonać za pomocą 30 ml roztworu perfuzyjnego (np. środka kontrastowego lub tuszu indyjskiego).</li>
		<li>Poddaj szczura eutanazji przez wstrzyknięcie śmiertelnej dawki embutramidu, jodku mebezonium, roztworu do wstrzykiwań chlorowodorku tetrakainy (0,1 - 0,2 ml / kg) w głębokim znieczuleniu.</li>
		<li>Podwiązać aortę brzuszną i żyłę główną za pomocą niewchłanialnego szwu 4-0.</li>
		<li>Zamknij otwarty obszar rany za pomocą 1-2 zacisków. Przechowywać szczura przez 24 godziny w temperaturze 4 °C (utwardzanie roztworu perfuzyjnego).</li>
		<li>Połóż szczura na plecach. Rozłóż tylne kończyny i przymocuj je taśmą klejącą.</li>
		<li>Otwórz skórę nad komorą za pomocą podłużnego nacięcia skalpelem (nr 10).</li>
		<li>Usuń tkankę łączną z komory i szypułki pętlowej za pomocą nożyczek preparacyjnych i mikrokleszczy. Odetnij szypułkę pętelkową w odległości 1 cm od otworu komory nożyczkami preparacyjnymi i wyjmij komorę.</li>
		<li>Otwórz pokrywę komory i ostrożnie wyjmij konstrukcję z komory za pomocą kleszczy i utrwal ją w 4% buforowanym roztworze formaliny na 24 godziny w temperaturze pokojowej. Następnie należy użyć konstruktu do mikrotomografii komputerowej 3D lub zatopionej w parafinie do analizy histologicznej30.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Od ponad dekady z powodzeniem wykorzystujemy pętlę tętniczo-żylną (AV) do celów inżynierii tkankowej i badania angiogenezy in vivo na małym modelu zwierzęcym. Udało nam się wykazać, że ten model mikrochirurgiczny bardzo dobrze nadaje się do inżynierii różnych tkanek i że może być również stosowany do badań angiogenezy lub antyangiogenezy.
Znaczenie techniki w odniesieniu do istniejących/alternatywnych metod Zmodyfikowane tkanki lub narządy wymagają funkcjonalnej ...

Większość tkanek i organów w ludzkim ciele jest zależna od funkcjonalnej sieci naczyń krwionośnych, która dostarcza składniki odżywcze, wymienia gazy i usuwa produkty przemiany materii. Nieprawidłowe działanie tego systemu spowodowane miejscowymi lub ogólnoustrojowymi problemami naczyniowymi może prowadzić do wielu poważnych chorób. Ponadto w obszarach badawczych, takich jak inżynieria tkankowa czy medycyna regeneracyjna, funkcjonalna sieć naczyń krwionośnych w sztucznie wytworzonych tkankach lub przeszczepionych narządach jest niezbędna do skutecznego zastosowania klinicznego.
Przez dziesięciolecia badacze badali dokładne mechanizmy związane z rosnącym naczyniem, aby uzyskać głębszy wgląd w sytuacje patologiczne w celu znalezienia nowych interwencji terapeutycznych i zapewnienia lepszej profilaktyki zaburzeń naczyniowych. W pierwszym etapie podstawowe procesy, takie jak interakcje komórka-komórka lub wpływ cząsteczek na komórki układu naczyniowego, są zwykle badane za pomocą eksperymentów 2D lub 3D in vitro. Tradycyjne modele 2D są łatwe do wykonania, mają ugruntowaną pozycję i w znacznym stopniu przyczyniły się do lepszego zrozumienia tych procesów. Po raz pierwszy w 1980 roku Folkman i wsp. Opisano angiogenezę in vitro wysiewanie komórek śródbłonka naczyń włosowatych na płytkach pokrytych żelatyną1. To natychmiast utorowało drogę do publikacji wielu dalszych eksperymentów angiogenezy 2D dotyczących testu tworzenia rurki komórkowej śródbłonka2, testu migracji3 i kohodowliróżnych typów komórek4, a także innych. Testy te są nadal stosowane i akceptowane jako standardowe metody in vitro.
Jednak ta eksperymentalna konfiguracja nie zawsze jest odpowiednia do badania zachowania komórek in vivo, ponieważ większość typów komórek wymaga środowiska 3D do tworzenia odpowiednich fizjologicznych struktur tkankowych5. Można wykazać, że architektura matrycy 3D ma decydujące znaczenie dla morfogenezy naczyń włosowatych6 oraz że interakcje komórka-macierz zewnątrzkomórkowa (ECM) i warunki hodowli 3D regulują ważne czynniki zaangażowane w angiogenezę nowotworu7. Matryca 3D dostarcza złożonych danych mechanicznych, może wiązać białka efektorowe i ustalać gradienty stężeń substancji rozpuszczonej w skali tkankowej. Ponadto uważa się, że jest to konieczne w celu naśladowania in vivo etapów morfogenetycznych i przebudowy w złożonych tkankach5. W tych układach można badać zarówno angiogenezę, jak i waskulogenezę. Podczas gdy angiogeneza opisuje kiełkowanie naczyń włosowatych z wcześniej istniejących naczyń krwionośnych8, waskulogeneza odnosi się do tworzenia naczyń krwionośnych de novo przez komórki śródbłonka lub ich przodków9,10. Dojrzewanie naczyń jest opisywane w procesie zwanym "arteriogenezą" poprzez rekrutację komórek mięśni gładkich11. Typowym angiogennym modelem in vitro jest kiełkowanie komórek śródbłonka z istniejących monowarstw osadzonych jako monowarstwa na powierzchniach żelu, na powierzchni mikrosfer osadzonych w żelu lub poprzez budowanie sferoid komórek śródbłonka12. W modelach naczyniopochodnych pojedyncze komórki śródbłonka są uwięzione w żelu 3D. Oddziałują one z sąsiednimi komórkami śródbłonka, tworząc struktury i sieci naczyniowe de novo, zwykle w połączeniu z komórkami podporowymi12.
Jednakże, nawet skomplikowane modele 3D in vitro nie są w stanie całkowicie naśladować ustawień in vivo, biorąc pod uwagę mnogość interakcji komórka-komórka i komórka-ECM13. Substancje o wysokiej aktywności in vitro nie wykazują automatycznie takich samych skutków in vivo i odwrotnie14. W celu kompleksowej analizy procesów unaczynienia istnieje pilna potrzeba opracowania modeli in vivo, które lepiej symulują sytuację w organizmie. W literaturze opisano szeroki zakres testów angiogenezy in vivo, w tym test błony kosmówkowo-omoczniowej piskląt (CAM), model danio pręgowanego, test angiogenezy rogówki, model grzbietowego worka powietrznego, grzbietową komorę fałdu skórnego, modele guzów podskórnych14. Jednak testy te często wiążą się z ograniczeniami, takimi jak szybkie zmiany morfologiczne, problemy z odróżnieniem nowych naczyń włosowatych od już istniejących w teście CAM lub ograniczona przestrzeń w teście angiogenezy rogówki15. Ponadto stosuje się systemy inne niż ssaki (np. model danio pręgowanego16), co prowadzi do problemów w ksenotransplantacji17. W podskórnym modelu guza nie można analizować angiogenezy pochodzącej tylko z samego guza, ponieważ sąsiednia tkanka w znacznym stopniu przyczynia się do procesu unaczynienia. Co więcej, otaczająca tkanka może odgrywać decydującą rolę w kształtowaniu mikrośrodowiska guza18.
Nie tylko do badania angiogenezy czy waskulogenezy istnieje silne zapotrzebowanie na ustandaryzowany i dobrze scharakteryzowany model in vivo, ale także do badania różnych strategii unaczynienia w inżynierii tkankowej i medycynie regeneracyjnej. Obecnie wytwarzanie złożonych sztucznych narządów lub tkanek jest możliwe zarówno in vitro, jak i in vivo. Biodruk 3D zapewnia technikę wytwarzania na żądanie do generowania złożonych, funkcjonalnych żywych tkanek 3D19. Co więcej, bioreaktory mogą być wykorzystywane do generowania tkanek20, a nawet własne ciało może być używane jako bioreaktor21. Jednak główną przeszkodą w skutecznym zastosowaniu sztucznie wygenerowanych tkanek jest brak unaczynienia w obrębie zmodyfikowanych konstrukcji. Natychmiastowe połączenie z układem naczyniowym gospodarza po przeszczepie jest głównym warunkiem przeżycia, zwłaszcza w przypadku sztucznych tkanek lub narządów na dużą skalę.
Różne strategie prewaskularyzacji in vitro lub in vivo zostały opracowane w celu ustanowienia funkcjonalnej mikrokrążenia w konstruktach przed implantacją22. Wszczepienie rusztowania z uformowanymi naczyniami włosowatymi in vitro na grzbietowej skórze myszy doprowadziło do szybkiego zespolenia naczyń krwionośnych myszy w ciągu jednego dnia23. W przeciwieństwie do tego, kokultura sferoidalna składająca się z ludzkich mezenchymalnych komórek macierzystych i ludzkich komórek śródbłonka żyły pępowinowej połączonych w trójwymiarową sieć przednaczyniową rozwinęła się dalej po implantacji in vivo. Jednak zespolenie z układem krwionośnym gospodarza było ograniczone24. Przede wszystkim w przypadku słabo unaczynionych defektów, takich jak obszary martwicze lub napromieniowane, ta tak zwana unaczynienie zewnętrzne – wrastanie naczyń z otoczenia w rusztowanie – często kończy się niepowodzeniem. Z drugiej strony unaczynienie wewnętrzne opiera się na osi naczyniowej jako źródle nowych naczyń włosowatych wrastających do rusztowania25. Korzystając z podejścia opartego na unaczynieniu osiowym, zmodyfikowaną tkankę można przeszczepić wraz z osią naczyniową i połączyć z lokalnymi naczyniami w miejscu biorczym. Bezpośrednio po przeszczepie tkanka jest odpowiednio wspierana przez tlen i składniki odżywcze, co stwarza odpowiednie warunki do optymalnej integracji.
Ze względu na ograniczoną dostępność modeli do badania angiogenezy in vivo oraz w uznaniu rosnącego znaczenia generowania osiowo unaczynionej tkanki, rozwinęliśmy podejście mikrochirurgiczne Erola i Spiry, aby wygenerować pętlę tętniczo-żylną (AV) w modelu zwierzęcym26. Zastosowanie całkowicie zamkniętej komory implantacyjnej sprawia, że metoda ta bardzo dobrze nadaje się do badania powstawania naczyń krwionośnych w "kontrolowanych", dobrze scharakteryzowanych warunkach in vivo (ryc. 1). Model ten jest nie tylko przydatny do badania angiogenezy, ale jest również optymalnie przystosowany do osiowego unaczynienia rusztowań do celów inżynierii tkankowej.

<table><tbody><tr><td>0,9% chlorek sodu</td><td>Berlin-Chemie AG</td><td>34592508</td><td></td></tr><tr><td>11-0 Ethilon / poliamid 6/6</td><td>Ethicon</td><td>EH7438G</td><td></td></tr><tr><td>4-0 Vicryl / poligalaktyna 910</td><td>Ethicon</td><td>V392H</td><td></td></tr><tr><td>6-0 Prolene / polipropylen</td><td>Ethicon</td><td>8695H</td><td></td></tr><tr><td>aluminium spray</td><td>Pharma Partner Vertriebs-GmbH</td><td>1020</td><td></td></tr><tr><td>Środki antyseptyczne&nbsp;</td><td>BODE Chemie GmbH&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cewnik&nbsp;</td><td>B Braun Meslungen AG</td><td>4251612-02</td><td></td></tr><tr><td>środek kontrastowy</td><td>Flowtech</td><td>&nbsp; MV-122</td><td></td></tr><tr><td>embutramid, jodek mebezonium, chlorowodorek tetrakainy roztwór do wstrzykiwań&nbsp;</td><td>Intervet International GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>encre de chine intense Indian ink</td><td>Lefranc & Bourgeois</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Enrofloksacyna</td><td>Bayer AG</td><td></td><td></td></tr><tr><td>maść do oczu</td><td>Bayer AG</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Formalin 4%</td><td>Carl Roth GmbH & Co. KG</td><td>P087.4</td><td></td></tr><tr><td>Heparyna</td><td>Ratiopharm GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>izofluran&nbsp;</td><td>Abbott Laboratories</td><td>6055482</td><td></td></tr><tr><td>Szczur Lewis, samiec</td><td>Charles River Laboratories</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Metamizol-Natrium&nbsp;</td><td>Ratiopharm GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>papaweryna / Paveron N</td><td>Linden Arzneimittel-Vertrieb-GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>tramadol / Tramal</td><td>Gr&uuml; nenthal GmbH</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

pętla tętniczo-żylna (av) w małym modelu zwierzęcym do badania angiogenezy i inżynierii tkanek unaczynionych

The Arteriovenous (AV) Loop in a Small Animal Model to Study Angiogenesis and Vascularized Tissue Engineering

Funkcjonalna sieć naczyń krwionośnych jest warunkiem koniecznym do przetrwania i wzrostu prawie wszystkich tkanek i organów w ludzkim ciele. Co więcej, w sytuacjach patologicznych, takich jak rak, unaczynienie odgrywa wiodącą rolę w postępie choroby. W związku z tym istnieje silne zapotrzebowanie na ustandaryzowany i dobrze scharakteryzowany model in vivo w celu wyjaśnienia mechanizmów neowaskularyzacji i opracowania różnych podejść do unaczynienia dla inżynierii tkankowej i medycyny regeneracyjnej.
Opisujemy podejście mikrochirurgiczne dla małego modelu zwierzęcego do indukcji osi naczyniowej składającej się z żyły i tętnicy, które są połączone z pętlą tętniczo-żylną (AV). Pętla przedsionkowo-komorowa jest przenoszona do zamkniętej komory implantacyjnej w celu wytworzenia izolowanego mikrośrodowiska in vivo, które jest połączone z żywym organizmem tylko za pomocą osi naczyniowej. Za pomocą obrazowania 3D (MRI, mikrotomografia komputerowa) i immunohistologii można uwidocznić rosnące naczynia krwionośne w czasie. Poprzez wszczepienie różnych komórek, czynników wzrostu i matryc, ich funkcja w tworzeniu sieci naczyń krwionośnych może być analizowana bez żadnych zakłócających wpływów z otoczenia w dobrze kontrolowanym środowisku. 
Oprócz badań nad angiogenezą i antyangiogenezą, model pętli AV doskonale nadaje się również do inżynierii unaczynionych tkanek. Po pewnym czasie prewaskularyzacji wytworzone tkanki mogą zostać przeszczepione w miejsce ubytku i mikrochirurgicznie połączone z lokalnymi naczyniami, zapewniając w ten sposób natychmiastowe ukrwienie i integrację zmodyfikowanej tkanki. Poprzez różnicowanie matryc, komórek, czynników wzrostu i architektury komór możliwe jest generowanie różnych tkanek, które następnie mogą być dostosowane do indywidualnych potrzeb pacjenta.

Inżynieria tkankowa 
W celach inżynierii tkanki kostnej szereg różnych substytutów kości zaimplantowano w modelu pętli AV u szczurów27,28,33,34. Unaczynienie można było precyzyjnie zademonstrować za pomocą mikrotomografii komputerowej 3D (micro-CT) (Rysunek 3A). Unaczynienie macierzy z przetworzonej wołowej kości gąbczastej (PBCB) było znacznie wyższe w grupie z pętlą w porównaniu z grupą bez unaczynienia. W komorze implantacyjnej w ciągu 8...

Opisujemy mikrochirurgiczne podejście do generowania pętli tętniczo-żylnej (AV) jako model do analizy unaczynienia in vivo w izolowanym i dobrze scharakteryzowanym środowisku. Model ten jest nie tylko przydatny do badania angiogenezy, ale jest również optymalnie przystosowany do inżynierii osiowo unaczynionych i przeszczepialnych tkanek.

Pętla tętniczo-żylna (AV) w małym modelu zwierzęcym do badania angiogenezy i inżynierii tkanek unaczynionych

A functional blood vessel network is a prerequisite for the survival and growth of almost all tissues and organs in the human body. Moreover, in ...

Ogólnym celem tego podejścia mikrochirurgicznego jest stworzenie pętli tętniczo-żylnej do inżynierii tkanek aksjalnie unaczynionych i transplantowalnych oraz analizy unaczynienia in vivo oraz w izolowanym i dobrze scharakteryzowanym środowisku. Dzięki tej metodzie możemy wykorzystać własne organizmy jako żywe bioreaktory do generowania różnych rodzajów aksjalnie unaczynionych tkanek dostosowanych do indywidualnych potrzeb pacjenta. Główną zaletą tej techniki jest to, że wygenerowana tkanka może zostać przeszczepiona wraz z dostępem naczyniowym i połączona z lokalnymi naczyniami po stronie biorcy, co zapewnia natychmiastowe dostarczanie tlenu i składników odżywczych.Oprócz badań nad inżynierią tkankową, metoda ta może dostarczyć wglądu w procesy angiostenozy w żywym organizmie. Może ona być również zastosowana w sytuacjach patologicznych, takich jak angiogeneza nowotworowa. Zazwyczaj osoby rozpoczynające pracę z tą metodą napotykają trudności ze względu na wysoką złożoność zabiegu chirurgicznego, takiego jak mikroanastomoza naczynia podmilimetrowego.Pomysł na tę metodę pojawił się, gdy zetknęliśmy się z przypadkami klinicznymi z dużymi ubytkami tkanek, które wymagały przeszczepienia

the-arteriovenous-av-loop-small-animal-model-to-study-angiogenesis

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Mysia siatkówka noworodka dostarcza dobrze scharakteryzowanego fizjologicznego modelu angiogenezy, który pozwala na badanie ról różnych genów lub leków modulujących angiogenezę w kontekście in vivo. Barwienie immunofluorescencyjne w celu dokładnej wizualizacji splotu naczyniowego ma kluczowe znaczenie dla powodzenia tego typu badań.

Barwienie immunofluorescencyjne siatkówki noworodka myszy w celu zbadania angiogenezy in vivo

Unaczynienie jest kluczem do skutecznego podejścia do inżynierii tkankowej. W związku z tym potrzebne są niezawodne technologie do oceny rozwoju sieci naczyniowych w konstruktach tkankowych. Tutaj przedstawiamy prostą i opłacalną metodę wizualizacji i ilościowego określania unaczynienia in vivo.

Pełny model ubytku skóry do oceny unaczynienia biomateriałów in vivo

Tutaj prezentujemy mysi model niewydolności przetoki tętniczo-żylnej (AVF), w którym włączona jest klinicznie istotna konfiguracja zespolenia. Model ten może być wykorzystany do badania patofizjologii i testowania możliwych interwencji terapeutycznych.

Nowatorski mysi model niewydolności przetoki tętniczo-żylnej: procedura chirurgiczna w szczegółach

To jest wytyczne do konstruowania in vivo unaczynionej tkanki za pomocą mikrochirurgicznej pętli tętniczo-żylnej lub przepływowej konfiguracji szypułki wewnątrz komory inżynierii tkankowej. Powstałe unaczynione tkanki mogą być wykorzystane do regeneracji narządów i wymiany ubytków tkanek, a także do testowania leków i modelowania chorób.

Inżynieria tkankowa poprzez wewnętrzne unaczynienie w komorze inżynierii tkankowej in vivo

Angiogeneza obejmuje interakcje wielokomórkowe, wielosystemowe, które muszą być badane w fizjologicznie odpowiednim środowisku. Celem tego badania jest wykazanie zdolności modelu hodowli krezki szczurów do dokonywania poklatkowych porównań nienaruszonych sieci mikronaczyniowych podczas angiogenezy.

Metoda ex vivo do obrazowania poklatkowego sieci mikronaczyniowych krezki szczura

Obecnie każdy rodzaj unaczynionej allotransplantacji kompozytowej zależy od długotrwałej immunosupresji, co jest trudne do wsparcia w przypadku wskazań niekrytycznych dla życia. Przedstawiamy nowy model VCA kości piszczelowej świni, który można wykorzystać do badania VCA kości i zademonstrowania zastosowania angiogenezy chirurgicznej w celu utrzymania żywotności kości bez konieczności długotrwałej modulacji immunologicznej.

Angiogeneza chirurgiczna w allotransplantacji kości piszczelowej świń: nowy model allotransplantacji kompozytowej z unaczynionymi kośćmi dużych zwierząt

Przedstawiamy protokół izolowania fragmentów mikronaczyniowych pochodzących z tkanki tłuszczowej, które reprezentują obiecujące jednostki unaczynienia. Można je szybko wyizolować, nie wymagają przetwarzania in vitro, a tym samym mogą być stosowane do jednoetapowej prewaskularyzacji w różnych dziedzinach inżynierii tkankowej.

Izolacja fragmentów mikronaczyniowych pochodzących z mysiej tkanki tłuszczowej jako jednostek unaczynienia dla inżynierii tkankowej

Ta praca demonstruje nowatorskie podejście do oceny proliferacji, różnicowania i potencjału tworzenia naczyń krwionośnych komórek macierzystych śródbłonka (VESCs) poprzez przeszczep poduszeczki tłuszczowej sutka, a następnie przygotowanie całej tkanki do obserwacji mikroskopowej. Przedstawiono również strategię śledzenia linii w celu zbadania zachowania VESC in vivo.

Nowatorska technika przeszczepu poduszeczki tłuszczowej sutka w celu wizualizacji wytwarzania naczyń krwionośnych śródbłonka

Ten test wykorzystuje embrionalne komórki macierzyste myszy zróżnicowane w ciała embrionalne hodowane w żelu 3D-collagen do analizy procesów biologicznych, które kontrolują angiogenezę kiełkowania in vitro. Technika ta może być stosowana do testowania leków, modelowania chorób oraz do badania określonych genów w kontekście delecji, które są śmiertelne dla zarodka.

In vitro Trójwymiarowy test angiogenezy w kiełkowaniu przy użyciu embrionalnych komórek macierzystych myszy do modelowania chorób naczyniowych i testowania leków

Obecny protokół proponuje stworzenie przetoki tętniczo-żylnej u królików przy użyciu zmodyfikowanej techniki bezdotykowej. Technika polega na zespoleniu bocznym-bocznym tętnicy szyjnej wspólnej i żyły szyjnej zewnętrznej bez preparowania tkanek okołożylnych lub odcinania tętnicy.

Zmodyfikowana technika budowy przetoki tętniczo-żylnej u królików

Angiogeneza kiełkowania, fundamentalna dla rozwoju i choroby, obejmuje złożone procesy molekularne i mechaniczne. Przedstawiamy wszechstronny model 2,5D ex vivo, który analizuje kiełkowanie komórek z tętnic szyjnych świń, ujawniając angiogenezę zależną od sztywności i wyraźną mechanikę komórek lidera-podążacza. Model ten pomaga w rozwijaniu strategii inżynierii tkankowej i podejść do terapii nowotworów.

Model 2.5D do mechanicznej charakterystyki ex vivo angiogenezy kiełkowania w żywej tkance

Poznaj mikrochirurgiczną metodę tworzenia pętli tętniczo-żylnej do inżynierii tkanek unaczynionych i badań angiogenezy. Technika ta umożliwia wykorzystanie organizmu jako bioreaktora do generowania spersonalizowanych tkanek.

Pętla tętniczo-żylna (AV) w małym modelu zwierzęcym do badania angiogenezy i inżynierii tkanek unaczynionych

Przeglądaj więcej filmów