Все описанные здесь методы были одобрены Институциональным комитетом по уходу за животными и использованию (IACUC No 17-0164-S1A0) Сеульской национальной университетской больницы.
1. Производство леса
ПРИМЕЧАНИЕ: Двухслойные эшафот пищевода производятся путем объединения электроспиннинга и 3D-печати. Внутренняя мембрана трубчатых эшафот был изготовлен электроспиннинг полиуретана (ПУ) с вращающимися мандрами из нержавеющей стали, как коллекционеры9.
- Для приготовления трубчатых нановолокон PU приготовьте 20% (w/v) раствор из полимера ПУ, помешивая в N,N-диметилформамид (DMF) для 8 ч при комнатной температуре.
- Поместите раствор PU на шприц с тупой металлической иглой (22 G) и электроспин на вращающихся мандристах из нержавеющей стали (диаметр 2 мм) на расстоянии 30 см между кончиком иглы и вращающимся коллектором.
ПРИМЕЧАНИЕ: Блок питания настроен на высоковольтный прямой ток мощностью 15 кВ. Скорость кормления раствора фиксируется на уровне 0,5 мл/ч с помощью шприского насоса.
- Сделайте трубчатый слой нановолокна на поверхности мандрии, вращающийся со счетом 3,14 м/с.
- Сухие PU нановолокна в вакуумной печи при температуре 40 градусов по Цельсию на ночь, чтобы полностью удалить остаточный растворитель.
ПРИМЕЧАНИЕ: 3D-печать внешней стены эшафот пищевода готовится с помощью системы быстрого прототипирования. Оборудование для 3D-печати состоит из диспенсера, сопла, контроллера сжатия/тепла, этапа преобразования 3 оси и программной системы.
- Гранулы PCL растворяются при 100 градусах Цельсия в нагревательном цилиндре, а затем печатаются на поверхности нановолокон при высоком давлении (7 бар) под контролем системы биоплотничества. Размер сопла составляет 300 мкм, а расстояние пряди - 700 мкм.
- После удаления двухслойной эшафот из мандри, стерилизовать путем замачивания в 70% этанола под ультрафиолетовым светом.
ПРИМЕЧАНИЕ: Более подробные характеристики эшафот были зарегистрированы в предыдущих исследованиях10.
2. Посев клеток на прививках и выращивании биореакторов
ПРИМЕЧАНИЕ: Человек adipose полученных мезенхимальных стволовых клеток (HMSCs), приобретенных у компании были использованы без изменений.
- До пересадки клеток, стерилизовать 3D печатных эшафот пищевода в течение 1 ч под ультрафиолетовым светом, мокрый его в течение 10 минут с этанолом, и мыть его 3x с фосфат-буфером солив (PBS).
- Культура и расширить ГМСК в среде роста (базальная средняя/ добавка роста). Двухслойные трубчатые леса были перенесены в непридерживаемые 24 хорошо ткани культуры пластин.
- Чтобы прикрепить клетки к внутренней поверхности эшафота, аккуратно добавьте hMSC подвески при плотности 1 х 106 клеток / мл в подвале мембраны матрицы, содержащей среды роста.
- Равномерно откладывать подвальную мембранную матримную подвеску на внутреннюю поверхность двухслойной трубчатой эшафота.
- Твердо исправить hMSC-посеянных трубчатых эшафот акрилового держателя в камере культуры биореактора с помощью пульсатилного потока биореакторной системы.
ПРИМЕЧАНИЕ: Специально разработанная биореакторная система состоит из насоса, пузырьковой ловушки, камеры потока, датчика давления, управляемого клапана и среднего резервуара. При применении сдвига стресс в камере культуры, позволяют время отдыха 1-2 мин11.
- Добавить рост среды в культурную камеру и применять 0,1 dyne/cm2 потока индуцированной сдвига стресс под увлажненной атмосфере, содержащей 5% CO210.
ПРИМЕЧАНИЕ: Значение потока индуцированной сдвига стресс был рассчитан путем имитации перистальты ткани пищевода, полученных из человеческого тела из предыдущих исследований10.
- Определите реакции клеток на внутренних поверхностях двухслойных трубчатых эшафотбезов без выращивания биореактора после 5 дней с помощью набора LIVE/DEAD Viability Assay Kit в соответствии с инструкциями производителя. Получение изображений с помощью конфокальной микроскопии с помощью инструмента стек.
- На третий день, наблюдать поверхностную морфологию hMSC-посеянной трубчатой эшафот через сканирующий электронный микроскоп (SEM).
- Исправить эшафот, который был инкубирован с hMSC с 2,5% глютаральдегида и OsO4 для 24 ч и обезвоживание с этанолом.
- Пальто фиксированных hMSCs с платиной с помощью распылителя пальто в атмосферных условиях аргона и получить SEM изображения на ускорение напряжения 25 кВ.
3. Хирургическая подготовка для хирургии животных
ПРИМЕЧАНИЕ: Хирургические препараты применяются как перед гастростомией и пересадки пищевода.
- Настройка стерильных хирургических инструментов: Scalpel лезвие, Weitlaner втягиватель, микроиглы держатель, микросумп щипцы, микроткань щипцы, микросцы, Майо-Хегар держатель иглы, операционные ножницы, ножницы радужной оболочки, повязка щипцы, ткани щипцы, осколок щипцы, щипцы радужной оболочки, 5 мл шприца (21 G иглы), 10 мл шприца (22 G иглы), 9-0 полиамидшовый шов, 4-0 полигактина шов.
- Анестезия животного с внутримышечной инъекции плитки / золазепама (50 мг/г дозы) и 2% гидрохлорид ксилазина (2 мг/кг дозы).
ПРИМЕЧАНИЕ: Взрослые крысы Спраг-Доули (SD) весом 398-420 г использовались для трансплантации пищевода.
- Перед переходом на хирургическую драпировку проверьте соответствующее обезопадевое состояние животного, защищая хвост щипками.
- Поместите животное в положение на спине на стерильной драпировке и использовать клиперы для удаления волос с шеи (для пересадки пищевода) или живота (для гастростомии). Затем скраб хирургического сайта с бетадином и 70% этанола.
- До разреза, подкожно вводят анальгетик, такие как бупренорфин (0,05-0,1 мг/кг) для облегчения боли.
4. Хирургия гастростомии С помощью Т-трубки у крыс
ПРИМЕЧАНИЕ: Модифицированная гастростомия была выполнена у всех экспериментальных животных, чтобы позволить временное шунтирование неорального кормления трубки (n No 5).
- У крыс быстро за день до операции. Подготовка хирургии, как в разделе 3.
- Разоблачить желудок через разрез средней линии кожи и мышц живота анестезируют крыс.
- Создайте 3 мм в передней стенке желудка с ампелонным лезвием.
- Вставьте кончик силиконовой T-трубки в дефект сайта, чтобы исправить его к стенке желудка.
- Шов правильно, чтобы Т-трубка не отсоединила от стенки желудка.
- Выньте дистальный конец имплантированной Т-трубки через подкожный туннель в задней части шеи.
- Вставьте крышку гепарина в конец Т-трубки, чтобы содержимое желудка не текла назад.
ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте ангиокатетер, чтобы соединить конец Т-трубки с крышкой гепарина.
- Шов все слои брюшной стенки и кожи с помощью 4-0 полиплактиновых швов.
- Держите всех экспериментальных крыс отдельно в метаболической клетке после гастростомии была завершена.
5. Трансплантация пищевода
ПРИМЕЧАНИЕ: Пересадка пищевода двухслойной трубчатой эшафотпроводит проводится через неделю после гастростомии (n No 5). Перед трансплантацией, прививать HMSC (плотность клеток: 1 х 106 клеток / мл в подвале мембранной матрицы) во внутреннюю стену каждого эшафота и инкубировать в течение 3 дней в биореакторной системе. Хирургическая процедура заключается в следующем.
- Удалить волосы на шее модели животных и выполнять стандартные драпировки хирургического сайта для асептической хирургии.
ПРИМЕЧАНИЕ: Создать большую область бритья рекомендуется для поддержания аскетической хирургии на животном.
- После переднего медианного разреза шеи отделите мышцы ремешка и разоблачите трахеоэзофагеальную структуру.
- Грубо вскрыть блуждающий нерв из пищевода, прежде чем резекции сегмента, в противном случае дыхание животного скомпрометирована.
- Под увеличением изолируйте левую сторону пищевода от трахеи и тщательно отделите верхнюю часть от щитовидной железы.
- Создайте 5 мм длинный полный окружной дефект, содержащий все слои пищевода с помощью хирургических ножниц.
ПРИМЕЧАНИЕ: До пересадки пищевода, сократить подготовленные леса с помощью хирургических ножниц, чтобы соответствовать длине места трансплантации.
- Под микроскопом, выполнять микроанастомоз на обоих концах дистального дефекта пищевода с помощью 9-0 шов нить. Поместите первый шов между правой inferoposterior края остатков пищевода и эшафот. Продолжайте зашивать справа налево между верхним остатком пищевода и эшафотом. Анастомоз эшафот так же, как верхний край нижней части остатка пищевода.
ПРИМЕЧАНИЕ: Выполните микрососудистый анастомоз, используемый в клинической хирургии для трансплантации пищевода. Работайте с микроскопом для точного, водонепроницаемого зашвивания места имплантации.
- После этого, положите окружающий щитовидной железы лоскут над пересаженный сайт для обеспечения стабильного поддержания и сосудистой поставки трансплантатов.
- После трансплантации сшивать подкожную мышцу и ткани кожи с 4-0 vicryl шов.
- Держите всех экспериментальных крыс индивидуально в метаболических клетках.
6. Послеоперационные процедуры
ПРИМЕЧАНИЕ: Послеоперационные процедуры выполняются после гастростомии и пересадки пищевода.
- После закрытия брюшной раны, положить крыс в отдельные метаболические клетки и поместить клетки на инфракрасное потепление устройств для предотвращения переохлаждения.
- Мониторинг животных до тех пор, пока они не достигнут и поддерживать суровый recumbency (т.е., лежа в вертикальном положении на груди).
- Чтобы свести к минимуму воспаление в хирургическом месте, вводят антибиотик гентамицин (20 мг/кг) ежедневно крыс.
- Начните перорное жидкое кормление на третий послеоперационный день до конечной точки исследования. Поставка всей формулы питания (20,6 г/100 мл углеводов, 3,8 г белка, 0,2 г% жира) через гепарин крышка 3x в день, начиная день после операции.
- Ежедневно проверяйте внешний вид животных и массу тела. Проверьте, чтобы управлять поведением, таким как самоповреждение места разреза или сопротивление потребление межени трубки, а также различные хирургические осложнения. Когда масса тела крыс модели быстро уменьшается на 20% или более, выполнять эвтаназии co2 ингаляции.
7. Гистология и иммуногистохимия
ПРИМЕЧАНИЕ: Для гистологического анализа, все пищевеливая ткань эвтаназии животных извлекается с помощью хирургических ножниц. Гематоксилин и эозиновые окрашивания и трихромное окрашивание Массона были выполнены с использованием стандартных гистологических методов. Иммуногистохимия проводилась по следующему протоколу.
- Исправить весь пищевод, содержащий пересаженные участки в 4% параформальдегида. Создайте парафин блок и вырезать 4 мкм толщиной разделов.
- Депараффинизуите участки тканей и обезвожжают их в серии этанола. Погрузите ткань слайды в цитрат буфера и тепла в течение 10 минут в микроволновой печи. Охладите клетки холодными PBS в течение 20 мин. Погрузите в перекись водорода 3% в течение 6 мин, и промойте PBS в течение 10 мин.
- Инкубировать в 3% бычьего сывороточного альбумина (BSA) на 1 ч при комнатной температуре, чтобы блокировать неспецифические реакции тканевых секций.
- Вымойте 3x с PBS в течение 5 мин. Инкубировать с первичными антителами против Desmin (разбавленный до 1:200), кератин 13 (разбавленный до 1:100), и фон Willebrand фактор (vWF; разбавленный до 1:100) ночь при 4 градусах по Цельсию.
- Вымойте 3x с PBS в течение 15 мин. Инкубировать с соответствующимвторичным антителом в концентрации 1:500 для Desmin и Кератин 13 при комнатной температуре. Затем дважды промойте горки PBS в течение 10 минут.
ПРИМЕЧАНИЕ: Ткань разделы для vWF были инкубированы с использованием хрена peroxidase-конъюгированный комплект (см. Таблица материалов), а затем визуализированы с помощью 3,3'-диаминобензидин (DAB).
- Гора с использованием стеклянного покрывала и 4',6-диамидино-2-фенолиндоль (DAPI), содержащий монтаж среды.