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1. Isolamento de células progenitoras endoteliais
- Trinta dias antes da EPC-semeado implante de tubo, prepare uma seringa de 60 ml com 15 ml de solução anticoagulante de citrato dextrose e seguro com uma torneira de 3 vias para o isolamento de EPC de sangue de porco periféricos. 24 horas antes da coleta de sangue, duas de 12 pré-revestimento bem pratos com colágeno tipo de rato 1 (50 mg / ml, dissolvido em 0,02 N solução de ácido acético) 4.
- Realizar todos os cuidados com animais de experimentação e de acordo com o Instituto Nacional de Saúde Diretrizes para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório e somente após a aprovação do Animal Care supervisionar Institucional e Comitê de uso.
- Sedar uma fêmea Yorkshire porco (45 kg) com acepromazina (1,1 mg / kg) e ketamina (22 mg / kg) intramuscular através de uma agulha 19 G borboleta.
- Entubar o porco com um tubo endotraqueal (30 cm de comprimento, 8 mm de diâmetro) e anestesiar porco com isoflurano (4,5% do volume corrente pela máscara).
- Monitorar o porco durante o procedimento através da medição da saturação de oxigênio, freqüência cardíaca e temperatura. Manter a termorregulação usando uma mesa de operação automatizada aquecida e manta de aquecimento e pelo aquecimento dos líquidos infundidos.
- Coloque o porco na posição supina na mesa de operação, assegurar a sua caudolaterally membros posteriores, e limpo com clorexidina seguido por DuraPrep esterilização. Então prossiga com draping a área pélvica.
- Inserir uma agulha 21 G x 7 cm a partir de um kit 5 F micro-medial introdutor apenas a um pulso palpável femoral (medial do vasto medial e lateral do músculo gracilis) na veia femoral e canulação da veia utilizando a técnica de Seldinger. Conectar a seringa preparada ml 60 ao cateter intravascular e tirar 45 ml de sangue.
- Segurar a pressão no local da punção navio para realização da hemostasia (5 min), interromper a anestesia e recuperar o porco. O animal é monitorado até a recuperação completa e voltou para sua gaiola.
- Diluir o sangue solução 1:1 com solução de Hank sal tamponada (sem CaCl 2, MgCl 2, MgSO 4) e camada em volumes iguais de Histopaque para criar camadas bem definidas. Centrifugação (30 min, 740 g, configuração quebrar baixo) e coletar células mononucleares (MNC) de camadas. Ressuspender e lavar as multinacionais x 3 com Fosfato de Dulbecco Buffered Saline (DPBS) (10 min, 515 g) antes do plaqueamento em dois 12-lamelas em meio de crescimento total (EBM-2 média com 2% Porcina soro (PS) e EGM-2 SingleQuots) a 37 ° C, 5% de CO 2.
- Mudar lentamente média a cada 24 horas durante os primeiros 7 dias, então a cada dois dias. Identificar colônias EPC após um tempo médio
de 7 dias (Figura 2). - Expandir EPCs na cultura, uma vez que cobrem ¼ da área de superfície de 12 também. Confirmar a identidade EPC com citometria de fluxo por meio de testes para a presença de marcadores de superfície CD31 e ausência de CD14, CD45. Outros ensaios que podem ser realizados incluem a morfologia das células e do óxido nítrico atividade III após a exposição ao fluxo de 4.
2. Conjunto de tubos de titânio
- Seção de um tubo de Ti longitudinalmente em 3 igual 120 graus unidades (4,5 cm de comprimento) com 72 dentes HHS corte viu mantida no lugar por um mandril viu em uma fresadora vertical. Executá-lo em 300 RPM e manter a área de corte saturado com fluido de corte Toque Mágico em todos os momentos durante o corte (Figura 3).
- Polonês a superfície interna com um moedor de banco e uma roda de metalurgia Scotch-Brite. Em seguida, manualmente polonês com a 3M lixa para a superfície mais lisa e uniforme para remover qualquer pits visível.
- Limpe as peças com Ti Alconox solução de sabão, seguido por 5 min de submersão em água régia (1:3 ácido nítrico concentrado ao ácido clorídrico concentrado), seguido por lavagem com vários litros de água 10. Tenha cuidado extremo como água régia é altamente corrosivo e potencialmente explosiva!
- Seções sonicate Ti x min 16 em Alconox solução de sabão, a ascensão x 30 em água deionizada e novamente sonicate x 16 min em água deionizada. Deixe secar em capela de fluxo laminar.
- Cortar tubos PVC termoretrácteis a 4,5 cm de comprimento e limpe por 2.4.
- Use uma pinça para colocar as 3 secções limpas Ti em um mandril de suporte (fabricado a partir de alumínio, 8,5 mm de diâmetro externo) e manga lugar de PVC tubulação do calor encolhe cerca de seções Ti (Figura 4). Tubos com uma pistola de calor ao girar o mandril para uniformemente wrap seções Ti firmemente junto.
3. Dispositivo de semeadura e montagem de componentes
- Corte o tubo de silicone para um comprimento de 2,5 cm e 3,5 cm.
- Seção de seringa 5 cc de plástico na marca de 0,8 ml e manter 'pedaço cabeça "com o fim luer.
- Limpe cuidadosamente duas seções silicone x, 'parte principal' seringa e uma tampa luer por sonicação como descrito em 2.4.
- Adicionar tubo de silicone em cada extremidade do tubo de Ti montados a partir de 2.5, extensãoding por 5 mm em tubos de PVC.
- Inserir corte final de "parte principal" da seringa no tubo de silicone curto, de modo que confina Ti tubo (Figura 5).
- Seal terminou Ti conjunto de tubo com uma tampa luer em bolsa de Tyvek e gás-esterilização com óxido de etileno (18 horas a 55 ° C).
- Montar um motor síncrono de tempo (10 RPH) em uma plataforma de acrílico e ligar o seu eixo a um suporte de seringa (usinados em alumínio, se encaixa seringa de 5 cc) (Figura 6).
4. EPC-semeadura de Ti superfície do tubo interno
- Expandir EPCs isoladas como em 1. Confluentes a 3 T-75 balões (ou, pelo menos, 9 x 10 6 células).
- No dia da cirurgia, as células fluorescente etiqueta com longo prazo de corante (PKH26) 11. Comece lavando EPCs cultivadas duas vezes em meio livre de soro. Cuidado para limitar a exposição à luz para proteger as células durante e após a rotulagem.
- Cobrir as células com 4 mm de PKH26 em Diluente C (solução de corante) em temperatura ambiente por 4 minutos.
- Parar de rotular reacção adicionando soro suíno em volume igual a tintura solução. Um min depois, diluir 1:1 com solução combinada de médio pleno crescimento.
- Aspirar líquidos e enxaguar células x 3, com crescimento médio completo.
- Lavar duas vezes em DPBS EPCs (sem CaCl 2, MgCl 2).
- Cobrir células em tripsina e incubar a 37 ° C por 3 minutos e confirmar o desapego em microscópio de luz. Adicionar Tripsina Solução de Neutralização em dobro do volume de tripsina usada.
- Combine soluções célula em um único tubo e misturar por pipetagem. Adicionar 10 ml de solução de células em cada lado de um hemocitômetro para a contagem.
- Solução centrífuga celular (1500 RPH, 5 min.). Contagem de células e ressuspender pellet em 2-2,5 x 10 6 EPCs / ml em meio livre de soro. Observe o volume mínimo para preencher o conjunto dos tubos é de 4,5 ml.
- Lay out toalha estéril na capa biológica para o campo estéril. Abra gás esterilizados Ti conjunto de tubos e seringas cc extra 5 em campo estéril.
- Com luvas estéreis, remover o êmbolo da seringa de 5 cc e manter em campo para uso posterior. Apor tampa luer a esta seringa.
- Pipeta de 4,5 - 5 ml de suspensão EPC em 4,9 para o corpo da seringa aberta. Inserir êmbolo de forma segura na extremidade aberta de seringa.
- Segure a seringa com tampa para cima e retire a tampa. Inserir seringa com luer primeira final em tubo de silicone aberto de Ti conjunto de tubos até confortável, não avançam dentro do tubo Ti.
- Antecedência êmbolo da seringa lentamente até solução da célula atinge topo de cortar seringa 'parte da cabeça ", removendo as bolhas do sistema. Fechar com tampa luer e inserir conjunto inteiro em bainha estéril, selando extremidade aberta com fita adesiva.
- Insira este conjunto inteiro no suporte usinado seringa de 3,7. Colocar em estufa a 37 ° C e ajuste da plataforma de modo que parte do tubo de Ti câmara de semeadura é em nível, utilizando medidor de nível de água (Figura 6).
- Permitir Ti conjunto de tubos para rodar 30 minutos antes da implantação.
5. Implantação de Ti tubo suína veia cava inferior
- Vinte e quatro horas antes da cirurgia, premedicate o porco (a partir do qual foram isolados EPCs) com um patch fentanil (100 mcg / hr transdérmica; manter remendo no lugar x 72 horas).
- Mantenha porco NPO durante a noite e administrar Baytril (enrofloxacina) no pré-operatório no dia da cirurgia (5 mg / kg, IM) e por 7 dias seguintes, a cada 24 horas como profilaxia antibiótica.
- Sedar, entubar e anestesiar o porco, como descrito no ponto 1.3 (volume corrente de 10 -15 ml / kg) e segura o porco em decúbito dorsal na mesa da sala de operação. Monitorar o porco durante o procedimento através da medição da saturação de oxigênio, freqüência cardíaca e temperatura. Manter a termorregulação usando uma mesa de operação automatizada aquecida e manta de aquecimento e pelo aquecimento dos líquidos infundidos.
- Inserir um cateter 18 G IV na veia do porco orelha e proteger os olhos de porco com colírio Vetropolycin.
- Limpar, preparar e armar o abdômen do porco como em 1.6. Inciso linha média com uma lâmina de bisturi # 15 do conjunto 2 de glândulas mamárias cranial ao segundo ao último set caudalmente.
- Realizar a dissecção até a fáscia abdominal com eletrocautério.
- Elevador do peritoneu com uma pinça mosquito e, cuidadosamente, inseri-lo com uma tesoura Metzenbaum.
- Externalizar a bexiga e coloque um 3-O Vicryl sutura em bolsa na parede da bexiga. Coloque uma incisão em seu meio e inserir um cateter de Foley 16 F. Administrar fluidos intravenosos (Ringer Lactato) para titular a saída de urina para> / = 1 ml / kg / h durante a cirurgia.
- Seguinte, exteriorizar o intestino pequeno e grande porte e colocar dois afastadores Balfour cirúrgica para expor o aspecto posterior da cavidade peritoneal e identificar a veia cava inferior (VCI).
- Usando dissecção aguda e sem corte, com cuidado livre do IVC e do tecido circundante esqueletizar o navio da artéria renal proximal à bifurcação da VCI distal. Exercício extremo cuidado durante a dissecção IVC como até mesmo um defeito muito pequeno na VCI pode levar a hemorragia rápida e sangria do animal.
- Ligadura de todos os ramos laterais do segmento da VCI para garantir que não haverá sangramento em torno do tubo de Ti para ser implantado. Observe o geralmente grandes posterior duas veias lombares que requerem muito cuidado dissecção e ligadura. Além disso, observe que imediatamente proximal à bifurcação do IVC, uma grande veia lombar é comumente encontrado no lado póstero-medial e deve ser dissecado livre e controlada com loops navio em preparação para a colocação de grampo.
- Prosseguir com a semeadura do tubo de Ti, simultaneamente, como descrito no ponto 4.
- Administrar 100 USP / kg de heparina imediatamente antes da fixação da VCI. Coloque 45 grampos grau ângulo cirúrgico distalmente no IVC e veia lombar, e depois proximalmente.
- Criar um veinotomy longitudinal (4 cm) entre as pinças proximal e distal utilizando uma lâmina de bisturi # 11 seguido por extensão com Potts tesoura.
- Evacuar todo o sangue da veia cava inferior e lave sua luz interior com DPBS estéril.
- Agora insira o EPC-Ti semeado tubo (ou um controle de nu metal) no IVC e preenchê-lo com DPBS (com CaCl 2, MgCl 2) para evitar que as células de secagem e para evacuar o ar.
- Feche a veinotomy com uma sutura Prolene 4-0 e remover uma braçadeira proximal para o IVC de-ar através de uma pequena quantidade de sangramento de volta. Coloque um 'ficar de sutura "através da parede da veia para os tubos de PVC para evitar a migração do implante ao longo do tempo.
- Feche a fascia com O-PDS em uma agulha CT eo espaço subcutâneo com Vicryl 2-O (sutura contínua). Feche a pele com agrafos.
- Administrar até 20 ml de Marcaine 0,25% (Bupivacaína) por via subcutânea ao longo do local da incisão e cobrir a ferida com gaze e Tegaderm. Também dar Flunixina (2,2 mg / kg Q 24 hr) e Oximorfona (0,15 mg / kg Q 3-4 hr) por via subcutânea, necessário para a dor.
- Interromper a anestesia, monitor do porco, até acordar e voltar à gaiola. Monitor de porco duas vezes por dia para sinais de sofrimento / dor de pé, e deambulação, fezes e de urina, e cor da pele, indicando perfusão normal.
6. Explante de Ti tubo
- Após 3 semanas, sedar, entubar e anestesiar o porco como descrito no 1,3-1,4.
- Prosseguir com uma laparotomia, conforme descrito no 5,5-5,8.
- Note que irá esconder cicatrizes no local do implante, mas você pode palpar o tubo de Ti rígida in situ.
- Dissecar o IVC, conforme descrito no 5,9-5,11 e explante do tubo de Ti em bloco com o IVC envolvente, com uma tesoura pesada.
- Eutanásia do animal com solução Euthasol eutanásia (390 mg Sódio / ml Pentobarbital e 50 mg / ml de sódio Fenitoína em 1 ml / 10 lbs).
7. Fixação e de imagem em superfície Ti interior
- Lavar o segmento de veia retirado com tubo de Ti em solução DPBS e fotografar seu lúmen (patente ou ocluído), com uma alta resolução da câmera digital (Figura 7).
- A seguir, corrigir o espécime por submersão em paraformaldeído 3,7% para um mínimo de 15 minutos. Enxágüe de amostra em solução DPBS.
- Com muito cuidado inciso veia circundante e tubulação de PVC para abrir o tubo de Ti. Coloque as 3 seções sob um microscópio de fluorescência com as superfícies internas de frente para o objectivo / fonte de luz e imagem em 550 nm de comprimento de onda de excitação para visualizar PKH26 marcado EPCs em vermelho / cor laranja (Figura 8A). Se desejado, as células podem ser ainda mais manchado (por exemplo, a adesão plaquetária marcador de células endoteliais (PECAM) mancha de visualizar os contornos das células (Figura 8B), DAPI-mancha para visualizar núcleos, etc.)
8. Resultados representativos:
Após a execução deste protocolo, os médicos e os cientistas são capazes de endothelialize estruturas tubo sólido, com derivados do sangue autólogo de células progenitoras endoteliais em um modelo animal de grande porte. Figura 2 mostra que EPCs isoladas com nosso método aparecem como colônias com morfologia de calçada após aproximadamente 7 dias cultura. Nosso dispositivo de semeadura ilustrados nas Figuras 5 e 6 permite a rotação lenta de tubos de Ti cheia com a suspensão do CPE e resulta em uma cobertura uniforme da superfície interior do tubo em condições estéreis 9.
Nosso cirurgia de implante permite testar a propensão de biomateriais, tais como Ti, para trombose em um modelo animal de grande porte. Descobrimos que os porcos tolerar este procedimento bem e que este implante pode ser alcançado apenas com a perda de sangue mínima e sem interrupção EPC camada.
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Figura 7 mostra que um tubo de Ti completamente nua oclui, enquanto que o nosso tubo de EPC-lined permanece patente, mesmo no ambiente de cisalhamento protrombótico baixo da veia cava inferior. Além disso, a presença de uma camada confluente de células fluorescentes marcado confirma a sucesso deste método, como mostrado na
Figura 8. 
Figura 1. Esquemático de autólogo de células endoteliais progenitoras experimento semeadura (EPC). Primeiro, sangue periférico é retirado de um porco. Em seguida, EPCs são isoladas do sangue e expandido em cultura. EPCs são então utilizados para uma linha de titânio dispositivo de tubo (Ti), que depois é implantado cirurgicamente na veia cava inferior do porco mesmo a partir do qual as células foram isoladas.

Figura 2. Colônia Representante da CPE na cultura, cerca de 7 dias após procedimento de isolamento (fotografada com um microscópio invertido Leica DMIL com imagens da câmera e software QCapture).

Figura 3. Ti seções de tubo antes da montagem. Tubo de Ti é cortado em três partes iguais no sentido longitudinal, e depois cortar a 4,5 cm de comprimento. Superfícies internas das seções Ti são polidos utilizando um moedor de banco e lixa para remover pits visível.

Figura 4. Assembléia de seções de tubo PVC com tubo de Ti termoretrácteis (azul) e pistola de calor. Ti seções são suportados em um mandril de alumínio usinado que se estende através de seções e partidas de Ti as dimensões do diâmetro do tubo Ti interior.

Figura 5 Titanium conjunto de tubos, mostrando todos os componentes:. Luer cap, 'parte da cabeça, que a seringa tubo de silicone, e Ti tubo de PVC com wrap (azul). Assembléia é reunir antes da esterilização para uso cirúrgico.

Figura 6. Ti configuração semeadura tubo dentro da incubadora, mostrando motor, plataforma, usinados em alumínio titular seringa, Ti conjunto de tubos, seringas e 5 cc. Nota: A montagem é mostrado sem bainha protetora estéril para fins de visualização.

Figura 7. Representante resultados brutos da cirurgia de implante. (A) Fim-vista do controle nua tubo de metal Ti após o implante no suína veia cava inferior (VCI). Tubo de lúmen é totalmente ocluído com um coágulo sólido. (B) Fim-view da EPC-semeado tubo de Ti após o implante. Tubo de lúmen é totalmente patente e claro. (C) vista Dissecada de controle (nu) tubo de Ti após o implante três dias, mostrando extensão da trombose (experimentos foram realizados até 3 semanas de duração, com resultados idênticos).

Figura 8. EPCs em Ti superfície do tubo após a implantação 3 dias (fotografada com um microscópio vertical DMRB Leica com um QICAM QImaging monocromática câmera digital e Image Pro Plus). (A) células confluentes na superfície mostrando PKH26 rotulagem pré-cirurgia. (B) camada confluente de EPCs. Vermelho: PKH26 rotulagem pré-cirurgia. Verde: EPC PECAM-mancha.