Summary
本研究的目的是模仿原生三个动脉壁的分层结构。静电而要做到这一点，是雇用与使用以3-1（输入输出）喷嘴和聚己内酯，弹性和胶原混合。
Abstract
整个本地动脉，胶原蛋白和弹性蛋白发挥了重要作用，提供了一个机械的骨干，防止血管破裂，促进搏动变形下的恢复。这项研究的目的是模仿编造一个多层次的静电导管组成的聚（己内酯）（PCL）与弹性蛋白和胶原蛋白55-35 45-45-10混纺，除了原生动脉的结构 - 10，和65-25-10的PCL - ELAS COL的演示表明本地动脉组织的力学性能，而其余的有利于组织的再生。整个移植和个人层分析用单轴拉伸试验，动态顺应性，缝合保留，爆破强度。合规结果显示，中间/内侧层的变化改变了整体移植的行为与整个移植遵守值范围从0.8 - 2.8％/ 100毫米汞柱，而单轴结果表明平均模量范围2.0 - 11.8兆帕。模量和遵守数据显示本土动脉范围内的值。数学建模是实现显示层刚度的变化如何影响整体圆周壁应力，并作为设计辅助材料，以达到最佳的机械组合。总的来说，结果表明，移植可以被用来模仿一个三层次结构，通过改变层的属性。
Protocol
- 静电之前，胶原蛋白，从6个月的牛真皮，必须提取使用醋酸化进程。这提取的胶原蛋白，然后通过随后的一系列解散，降水，并dialyses纯化。一旦胶原蛋白冻干粉，静电纺丝的过程就可以开始。
- 三种材料集结：聚己内酯（PCL），弹性（ELAS）和胶原蛋白（COL）。这些材料将被分别溶解六氟-2 - 丙醇（HFP，特克斯和凯科斯群岛美）的浓度在100毫克/毫升，200毫克/毫升和70毫克/毫升，分别在1,1,1,3,3,3。
- 在五个不同的闪烁瓶的材料混合体积比98-2-0 PCL - ELAS COL（内膜），45-45-10，55-35-10，65-25-10 PCL -弹性COL （媒体），和70-0-30 PCL -弹性COL（外膜）。
- 对于单轴拉伸测试和个别层一致性测试，每个单独的材料静电，而静电破裂，缝合保留和符合性测试，多层次的血管移植，从3比1配置。单轴拉伸测试支架平面和矩形（2.5厘米宽x 10.2厘米× 0.3厘米厚）用于electrospin个别层和多层次的移植，因为直径为2毫米芯棒太小冲压试验样品。
- 个人和多层静电，聚合物溶液装入一个塑料的3毫升碧迪注射器18量具钝尖的针，到注射泵放置在一个设定的配药率。个人静电率分别为4毫升/小时，而多层次的静电率各不相同，取决于过渡和层。流速和体积是这样：内膜静电在4毫升/小时的速度和过渡相结合为0.2毫升，2毫升/小时每内膜内侧注射器体积为0.5 ml。内膜的注射器，然后关闭和内侧层被允许自旋为0.6毫升，4毫升/小时通过媒体和外膜之间的聚合物溶液0.2毫升的过渡，在2毫升/小时。最后，媒体停止和外膜被允许自旋为0.4毫升，4毫升/小时。
- 所有样品均在50 mM的EDC的交联18小时前的任何测试1。
- 单轴拉伸测试是在6个样本，从一个静电表水合PBS中24小时。 “狗骨”形样本被打了个静电垫子和一个MTS Bionix 200与100 N负荷细胞和10.0毫米/分钟的延伸率测试系统进行测试。峰值应力，弹性模量和断裂应变分别计算使用TestWorks第4版。
- 600 2毫米内径管状试样来自6个不同的静电移植的PBS中浸泡24小时在37 ° C，在MTS Bionix 200测试系统，与50 N负荷细胞（MTS系统公司）和进行缝合保留测试按照整个过程的描述在美国国家标准协会 2直延伸率150.0毫米/分钟。 5-0商业的PDS II紫单丝缝合被安置了2毫米，从样品年底延至缝合通过嫁接拉。高峰负荷录得克的力，使用TestWorks第4版。
- 来自6个不同的静电移植的爆破强度测试是在6个样本。爆管，长2-3厘米，在PBS水化，超过150毫米直径的连接到设备，用2-0丝线缝合固定乳头的安装。空气被引入系统，增加在5毫米汞柱/秒的速度的压力，直到管爆裂2。效果，现报告毫米汞柱的压力管破裂。
- 被确定为600 2毫米来自6个不同的静电移植的内部直径在模拟生理条件下3厘米长的管状移植的动态顺应性。个人层次和多层次的管状结构，在同等条件下静电和测试。样本的化验结果在一个智能的组织工程，通过机械性刺激（项目）生物反应器开发组织生长技术，用PBS填充在37 ° C。该生物反应器提供1Hz的循环移植内部的压力变化，在三个不同的压力水平的90/50，120/80，并110分之150毫米汞柱收缩压/舒张压分别调查2， 3。
代表性的成果
当电协议进行正确，最终产品应柔软，无缝管与层之间的分层没有初步迹象。当单轴拉伸试验，爆破强度测试，缝合保留测试和一致性测试，结果表明，内侧层刚度的增加，弹性蛋白减少的金额，相关的机械性能应表现出更为严厉的管。
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Discussion
这项研究的最关键部分是静电纺丝的过程。当使用3-1输入输出喷嘴，拱架和可能发生电荷损失。如果这确实发生，纺丝与聚合物，是相关联的电压将下降，造成焊接，“湿”的纤维和创造之间的三层分层。因此，一致的电势，都必须获得一个理想的多层管。
遵守不匹配是在小直径的移植物闭塞的主要原因之一。发展多层次的血管移植，提供了对的东西，可以模仿自然的生物力学和本土动脉的建筑量身定做的移植属性的能力。由于在处理一个多层次的血管移植在未来的进展的步骤，我们的实验室会进行调查，如分层的层可能受到的限制，而支架除了足够的细胞浸润孔径发生退化。为了测试这一点，脱细胞和细胞在体外降解研究，将在静态和动态的文化。这些测试将确定的棚架迁徙能力和他们将如何在生理条件下有效地降解。
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Disclosures
几位作者美国和等候在这个手稿中提出的有关技术的国际专利，而这项技术已授权给器官，公司
Acknowledgments
我们要感谢美国心脏协会中大西洋联盟（0555407U，GLB）提供资金。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Polycaprolactone | Sigma-Aldrich | ||
| Elastin | Elastin Products Company | ||
| Collagen | |||
| Acetic Acid | Fisher Scientific | ||
| Sodium Chloride | Fisher Scientific | ||
| TRIS | Fisher Scientific | ||
| 6 L Avanti J-HC Centrifuge | Beckman Coulter Inc. | ||
| 1,1,1,3,3,3 hexafluoro-2-propanol | TCI America | ||
| 3 ml Becton Dickinson Syringe | |||
| CZE1000R Rack Mount Power Supply | Spellman | ||
| High-Pressure Syringe Pump | Cole-Parmer | ||
| 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide | Pierce, Thermo Scientific | ||
| 70 % ethanol | Sigma-Aldrich | ||
| ImageTool 3.0 software | Shareware provided by UTHSCSA | ||
| Scanning Electron Microscope | Carl Zeiss, Inc. | ||
| MTS Bionix 200 testing system | MTS Systems Corp. | ||
| TestWorks version 4 | |||
| Intelligent Tissue Engineering via Mechanical Stimulation (ITEMS) Bioreactor | Tissue Growth Technologies |
References
- McClure, M. J., Sell, S. A., Barnes, C. P., Bowen, W. C., Bowlin, G. L. Cross-linking Electrospun Polydioxanone-Soluble Elastin Blends: Material Characterization. Journal of Engineered Fibers and Fabrics. 3, 1-10 (2008).
- Cardiovascular implants - Vascular graft protheses. VP20, AAMI Press. Bethesda, MD. (1994).
- McClure, M. J., Sell, S. A., Simpson, D. G., Walpoth, B. H., Bowlin, G. L. A three-layered electrospun matrix to mimic native arterial architecture using polycaprolactone, elastin, and collagen: A preliminary study. Acta Biomater. , (2010).
