弹性的PGS在脉动流生物反应器培养的血管平滑肌细胞的生物支架,可能会导致在一个相对较短的文化时期的本地流脑生产的直径有前途的小动脉结构。
心血管疾病是在美国死亡的首要原因之一,特别是冠状动脉疾病的增加与人口老龄化和增加肥胖1。目前,搭桥手术使用的自体血管,移植,合成移植作为一种常用动脉的替代品使用2。然而,这些移植动脉的内径小于6毫米,由于低可用性,血栓性并发症,遵守不匹配,和内膜增生晚期3,4有限的应用。为了克服这些限制,组织工程已成功地应用于作为一个很有前途的替代发展小直径动脉结构nonthrombogenic,健壮的,符合。一些以前的研究已经开发了小直径三层状结构,优良的机械性能和爆破压力与 5,6本土动脉动脉结构。虽然高的拉伸强度和爆破压力,通过增加胶原蛋白,从刚性材料或细胞表脚手架的生产,这些结构仍然有低弹性蛋白的生产和遵守,这是一个重大的问题,植入后造成移植失败。考虑到这些问题,我们假设elastometric生物材料与机械空调相结合,将提供弹性和更有效地进行机械信号血管细胞,增加细胞外基质的生产和支持细胞的方向。
本报告的目的是引入多孔管状支架的制造技术和动态申请动脉组织工程机械空调。我们用一种可生物降解弹性体,聚(癸二酸丙三醇)从盐融合方法制备多孔管状支架(PGS)7 。成人小学狒狒平滑肌细胞(校董会)接种棚架,在我们设计的脉动流生物反应器培养3周的管腔。 PGS的支架有一致的厚度和随机分布的宏观和微观孔隙。从脉动流生物反应器的机械空调支持SMC方向和增强ECM在支架的生产。这些结果表明,弹性支架和生物反应器培养的机械空调可能是一个有前途的方法动脉组织工程。
使用这里描述的一种可生物降解弹性体的制造技术有几个特点。 (1)我们作为一个脱模透明质酸(HA)。由于房委会是易溶于水,支架容易释放入水浸泡后的玻璃模具。在这份报告中,我们使用的HA解决方案的1.0%重量/体积,因为低浓度(<0.5 / VOL%)的解决方案是不粘性和流下来的这么快,当我们浇筑玻璃管上。均匀的涂层HA解决方案,我们翻转过来当溶液的玻璃管飞下来的油管底部,并重复此步骤。这HA涂层是为最终支架释放的关键,我们的制造过程。 (2)我们保留在玻璃管的盐用于热缩(HS)套筒。由于盐密集在玻璃管和房协套的内壁之间的空间包装,恒生套保留芯棒和PTFE环取出后,在管底部的盐。我们可以轻松删除协袖模具放入一个烤箱在120℃5分钟,然后得到管状盐模板。 (3)我们所用的盐融合方法。这是众所周知的,盐融合方法,可以提高通过不同的融合时间 10孔互连和机械性能。此外,由于我们使用的PGS,宏观毛孔生产在浸出过程中的盐颗粒,而微孔隙可能甘油蒸气生成在固化正如我们前面描述的 11 PGS的形成。因此,这种方法有一个潜在的编造不同的宏观和微观结构的多孔管状支架,由不同的盐颗粒以及PGS的固化条件。
从生物反应器的机械空调提供的搏动血流灌注(最大平均流量= 14毫升/分钟,最大剪应力= 15.3达因/ 厘米 2,频率= 0.5 – 1.7 Hz)和生理有关的压力,从而导致与PGS的脚手架SMC增长和方向( 图4)。这些结果与以往的研究报告,在此频率循环拉伸和剪切应力增加12,SMC增殖和ECM蛋白生产 13,14一致。此外SMC增长和方向,PGS的构建支持ECM蛋白的生产,尤其是周组织生物反应器中的弹性纤维,在为期3周的文化( 图 5 )。使用一个小直径的动脉构建一个弹性支架的一些研究已经证明与本土动脉15,并使用符合飞旋烧瓶16,17棚架的SMC的快速集成的机械强度和爆破压力,而没有弹性纤维,在这些构造中发现的。我们的研究结果表明,循环生物反应器的径向腹胀更有效地提高机械信号转导在PGS的脚手架,这可能导致弹性蛋白的合成和组织校董会。
由于血管平滑肌细胞产生ECM蛋白,在我们的方法,静态内皮细胞,并有必要制定临床上成功的小直径的动脉结构,提高机械强度。我们曾报道,内皮细胞共同培养,与校董会产生一个融合的单层和支持的表型蛋白表达下我们的文化条件和机械空调9。因此,基于我们的做法,在这里,共培养的实验条件下的修改将由此产生的构造,以改善功能和产生nonthrombogenic,强大的下一个步骤,并符合动脉结构,类似原生动脉的。
The authors have nothing to disclose.
作者感谢PGS的合成,彼得Crapo见地的讨论,为生物反应器的设置,博士博士博士高瑾。穆罕默德Ezzelarab explanting狒狒颈动脉和魏吴。这项研究是由来自美国国立卫生研究院(R01 HL089658)的赠款支持。
Name of the reagent | Company | Catalogue number |
---|---|---|
Hyaluronic acid sodium salt | Sigma-Aldrich | H7630 |
Tetrahydrofuran | Sigma-Aldrich | 401757 |
MCDB 131 | Mediatech | 15-100-CV |
Fetal bovine serum | Lonza | BW14-502F |
L-glutamine | Mediatech | 25-005-CV |
Ascorbic acid | Fisher Scientific | A62-500 |
Antibiotic-antimycotic solution | Mediatech | 30-004-CI |
Phosphate Buffered Saline (PBS) | Mediatech | 21-031-CV |
Tissue-Tek optimal cutting temperature compound, 4583 | Sakura Finetek | 25608-930 |